嵌入式软件异步编程：同步转为异步

在现有同步实现的基础上进行异步实现，需要将同步代码转换成异步代码。

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基本方法：分开请求和结果

I/O的基本操作可以细分为两个部分：

发起请求
检查结果

同步编程模型中，这两部分是在一个函数中的，在没有操作系统的情况下，检查结果部分可能是一个繁忙等待式的轮询，在有操作系统的情况下，检查结果部分可能首先是一个等待信号量的操作，该操作会将线程挂起直到得到I/O的通知。要将同步编程转换成异步编程就要将这两个基本部分分开，若采用轮询式异步编程，只要系统空闲就会调用检查结果部分，若采用回调式异步编程，检查结果部分则可以作为回调函数。

以轮询异步串口发送为例

同步发送

HAL_StatusTypeDef syncUART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
  huart->TxXferCount = Size;
  while (huart->TxXferCount > 0U)
  {
    huart->TxXferCount--;
    huart->Instance->TDR = *pData++;
    while(__HAL_UART_GET_FLAG(huart, UART_FLAG_TXE) == RESET){}
  }

  return HAL_OK;
}

异步发送

异步发送将syncUART_Transmit分割为两个函数：asyncUART_Transmit和asyncUART_Process。asyncUART_Transmit是I/O请求发起函数，asyncUART_Process检查I/O请求的完成情况。asyncUART_Transmit函数在需要发送数据时调用一次，而asyncUART_Process则需要在主函数循环中不断地调用以检查I/O完成请求。

发起请求

asyncUART_Transmit发起I/O请求成功后立即返回，并不会等待I/O完成。

HAL_StatusTypeDef asyncUART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
  if(huart->gState != HAL_UART_STATE_READY)
  {
    return HAL_BUSY;
  }

  huart->TxXferCount = Size;
  huart->pTxBuffPtr = pData;
  if (huart->TxXferCount > 0U)
  {
    huart->TxXferCount--;
    huart->Instance->TDR = *huart->pTxBuffPtr++;
    huart->gState = HAL_UART_STATE_BUSY_TX;
  }

  return HAL_OK;
}

检查结果

asyncUART_Process检查I/O的完成情况，如果I/O未完成，那么立即退出，等下一次主循环再次调用。
这个例子在检查到上一个I/O请求已经完成的情况下会发起下一个I/O请求。
asyncUART_Process使用了状态机，因为asyncUART_Process不停地被调用，需要根据外设的状态执行不同的检查或者什么都不做。

void asyncUART_Process(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  switch(huart->gState)
  {
  case HAL_UART_STATE_BUSY_TX:
    if(__HAL_UART_GET_FLAG(huart, UART_FLAG_TXE) == SET)
    {
      if (huart->TxXferCount > 0U)
      {
        huart->TxXferCount--;
        huart->Instance->TDR = *huart->pTxBuffPtr++;
      }
      else
      {
        huart->gState = HAL_UART_STATE_READY;
      }
    }
    break;

  default:
    break;
  }
}

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