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什么通信协议?UART自定义通信协议代码实现方法

发表时间: 2024-01-21 作者: 串口屏
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  必备掌握的一项知识,但我发现有很多小伙伴只知道用串口输出或者打印一些数据,却不知道怎么用串口进行数据传输和

  通信协议不难理解,就是两个(或多个)设备之间进行通信,必须要遵循的一种协议。

  通信协议是指双方实体完成通信或服务所一定要遵循的规则和约定。通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统,要使其能协同工作实现信息交换和资源共享,它们之间一定要有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流,都一定要遵循某种互相都能接受的规则。这个规则就是通信协议。

  相应该有很多读者都买过一些基于串口通信的模块,市面上很多基于串口通信的模块都是自定义通信协议,有的最简单,有的相对复杂一点。

  举一个很简单的串口通信协议的例子:比如只传输一个温度值,只有三个字节的通信协议:

  只是说这种通信协议应用的场合相对来说还是比较简单(一对一两个设备之间),同时,它存在很多弊端。

  上面那种只有三个字节的通信协议,相信我们大家都看明白了。虽然它也能通信,也能传输数据,但它存在一系列的问题。

  基于串口的通信协议通常不能太复杂,因为串口通信速率、抗干扰能力及其他各方面原因,相对于TCP/IP这种通信协议,是一种很轻量级的通信协议。

  所以,基于串口的通信,除了一些通用的通信协议(比如:Modubs、MAVLink)之外,很多时候,工程师都会通过你自己项目情况,自定义通信协议。

  这种情况,需要在协议或者附录中要描述各种设备类型信息,方便开发者编码查询。

  数据长度这个选项,可能有的协议会把该选项提到前面设备地址位置,把命令这一些信息算在“长度”里面。

  比如:有时候传输一个有效数据,有时候要传输多个有效数据,甚至传输一个数组的数据。这样一个时间段,传输的一帧数据就是不定长数据,就必须要有【数据长度】来约束。

  有的长度是一个字节,其范围:0x01 ~ 0xFF,有的可能要求一次性传输更多,就用两个字节表示,其范围0x0001 ~0xFFFFF。

  当然,有的通信长度是固定的长度(比如固定只传输、温度、湿度这两个数据),其协议可能没这个选项。

  校验码是一个较为重要的内容,一般正规一点的通信协议都有这个选项,原因很简单,通信很容易受到干扰,或者其他原因,导致传输数据出错。

  校验码的方式有很多,校验和、CRC校验算得上是比较常见的,用于自定义协议中的校验方式。

  自定义通信协议,代码实现的方式有很多种,怎么说呢,“条条大路通罗马”你只需要按照你协议要写实现代码就行。

  当然,实现的同时,需要仔细考虑你项目真实的情况,比如通信数据比较多,要用消息队列(FIFO),还比如,如果协议复杂,最好封装结构体等。

  在上面基础上,用一个buf装下消息,然后“打包”到消息队列,通过消息队列的方式(FIFO)发送出去。

  结构体对数组更方便引用,也方便管理,所以,结构体方式相比数组buf更高级,也更实用。(当然,如果成员比较多,如果用临时变量方式也会导致占用过多堆栈的情况)

  串口消息接收,通常串口中断接收的方式居多,当然,也有很少情况用轮询的方式接收数据。

  接收数据有可能存在接收了一半,中断因为某一些原因中断了,这时候,超时检测也很有必要。

  比如:用多余的做一个超时计数的处理,接收到一个数据,开始计时,超过1ms没有接收到下一个数据,就丢掉这一包(前面接收的)数据。

  接收和发送一样,实现方法有很多种,比如接收同样也可以用结构体方式。但有一点,都需要结合你实际的需求来编码。

  以上自定义协议内容仅供参考,最终用哪些、占用几个字节都与你实际的需求有关。

  基于串口的自定义通信协议,有千差万别,比如:MCU处理能力、设备多少、通信内容等都与你自定义协议有关。

  有的可能只需要很简单的通信协议就能满足规定的要求。有的在大多数情况下要更复杂的协议才能满足。

  1.以上举例并不是完整的代码(有些细节没有描述出来),主要是供大家学习这种编程思想,或者实现方式。

  2.一份好的通信协议代码,必定有一定容错处理,比如:发送完成检测、接收超时检测、数据出错检测等等。所以说,以上代码并不是完整的代码。

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  本帖最后由 fantek 于 2013-12-31 18:26 编辑 目前存在的问题:主机( 计算机,PLC等)通过串口连接两台或多台

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