請問小哥，飛控如果需要通過三四個串口同時採集多個傳感器數據，應該如何設計中斷優先級，會不會出現當某一傳感器發送頻率過快時，一直佔用改串口中斷函數而進不了其他串口中斷呢？這種該如何解決？謝謝小哥

首先這裏需要明白一點，串口通訊波特率與數據傳輸時間的關係，以無名飛控GPS解析為例，正常工作時，GPS工作以波特率921600，8個數據位，一個起始位，一個停止位。921600bps/(8+1+1)bit=傳輸92160字節/s，故串口傳輸一個字節用時1000000us/92160≈10.85us，這裏可以簡單計算一下，飛控接受pvt語句開銷92數據位+2檢驗位=94，94*10.85約等於1.02ms，與飛控實際測試時間基本一致，實際也可以測試115200、38400通訊時開銷分別為8.53ms、25.6ms，接受單個字節耗時分別為86.8us、264.4us。 以GPS解析為説明串口傳輸時間後，再來考慮中斷問題，首先為保障數據不丟幀，當只存在一個串口中斷時，該串口中斷內部函數執行時間，務必要小於該串口的傳輸一個直接所需的時間，以波特率115200的串口1為例，串口1的中斷函數執行時間務必小於86.8us，即串口1的下一個字節傳輸來之前，上一個字節的串口中斷處理函數務必運行完成，否則數據就會丟幀。 所以一般來講，串口中斷函數裏面都不會去執行大段時間開銷的任務，目的就是確保不丟幀，常用的辦法是在串口中斷裏面採用環形隊列緩衝區存儲數據，數據解析用低優先級的任務去處理。 環形隊列緩衝區存儲函數的執行時間在STM32F1裏面大概2us不到，在STM32F4裏面不足1us，所以當串口中斷函數裏面只運行環形對接緩衝區存儲函數時，即使以波特圖921600(傳輸一個字節10.85us)通訊，數據也不會丟幀。 當存在多個串口接受函數時，此時以STM32F1為例，假設環形隊列緩衝區存儲函數的執行時間在STM32F1裏面為2us，此時存在6個串口中斷以波特率921600同時運行，各中斷彼此之間不能打斷，但是存在子優先順序，同一時刻6箇中斷全部掛起，這個時候系統首先響應子優先級第一的串口中斷接受函數耗時2us，接着依次響應子優先級23456，當第6個串口中斷函數剛開始執行時是第10us，在10—12us時系統正在執行第6個串口中斷函數，在10.85us時刻，下一次串口中斷又來了，此時便發生了數據丟幀。可以可以想一下，此時在不丟幀情況下，系統能設計的最大串口中斷數為5個。 上面是以很極端的例子説明了丟幀在實際系統中是怎麼發生的，一般串口通訊波特率不會到921600這麼大，並且不是每個串口都必須工作在同一波特率，當工作波特率為115200時，串口接收單個字節為86.8us，此情況下系統能夠執行足夠多的串口中斷函數，仍然能確保不丟幀。所以當系統所需串口中斷很多時，可以通訊把波特率降下來，來確保不數據丟幀。 以上只考慮了串口中斷彼此之間開銷，當系統存在比串口中斷接收優先級更好的中斷任務時，比如利用外部中斷的ppm接收、超聲波測距等，為了確保串口不丟幀，需要優先級高於串口中斷的任務最大執行時間+串口中斷函數執行時間，務必小於串口接收單個字節所需的時間，才能確保不丟幀。 

總結: 

1、多個串口通訊時，串口通訊波特率可以降低一點。 

2、合計設計優先級，當存在不同波特率通訊時，通訊波特率高的串口中斷優先級要高於波特率低的。 

3、存在優先級高於串口中斷的其它中斷任務時，其它中斷任務的總的最大時間開銷也要考慮。

祝好 

無名小哥:餘義

作者：無名創新