串口通讯整理及实现方案总结 |
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串口通讯整理及实现方案总结
项目介绍
按下 KEY_ADD 按键，主机发送 “ADDKP;” 给从机，从机接受字符串并判断，如果符合则将 i 的值 +1并打印在 OLED 上，当 i == 6 时，主机变从机，从机变主机，继续执行以上操作。 串口通信整理 串行通信 1.串行通信的三种传送方式单工：通信双方一端固定为发送端，一端固定为接收端，仅支持单向数据传输。 半双工：通信双方既可以为发送端，也可以为接收端。支持数据在两个方向上传输，但在任何时刻仅支持数据单向传输，实际上是一种可以切换方向的单工通信。 全双工：通信双方都有独立的发送和接收能力，支持数据同时在两个方向上传输，实际上是两个单工通信方式的结合。 2.串行通信的两种通信方式 异步通信：异步通信采用固定的通信格式，数据以相同的帧格式传送。每一帧由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。若停止位后不是紧接着传送下一个字符，则让线路保持为空闲位，线路处于等待状态。即每一帧数据发送完到下一帧数据中间间隔的时间是不确定的。同步通信：同步通信时，通信双方共用一个时钟，数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1～2 个），并由时钟来实现发送端和接收端的同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到一块数据传送完毕。同步传送时，字符之间没有间隙，不需要起始位和停止位，仅在数据开始时用同步字符SYNC来指示。异步通信传输以字节为单位的，但是同步通信传输以数据块(帧)为单位。 3.起始位、奇偶校验位、停止位、波特率 起始位：在通信线上没有数据传送时处于逻辑“1”状态。当发送设备发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位，发送器通过发送起始位而开始一个字符传送，接收方可用起始位使自己的接收时钟与发送方的数据同步，起始位所起的作用就是表示字符传送开始。奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式，数据通信时通信双方必须约定一致的奇偶校验方式。校验方法有奇校验、偶校验、0校验、1校验以及无校验。停止位：用于表示单个数据包的最后一位，可以为1位，1.5位和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。波特率：指的是信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数，这是一个衡量符号传输速率的参数。如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位（1个起始位，1个停止位，8个数据位），这时的波特率为240Bd，波特率为10位240个/秒=2400bps。 4.串口通信协议整理UART： 通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常称作UART，是一种异步收发传输器。将数据由串行通信与并行通信间做传输转换，作为并行输入称为串行输出的芯片。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。嵌入式设备中常常使用到的是TTL、TTL转RS232的这种方式。常用的就三根引线：发送线TX、接收线RX、电平参考地线GND。 数据发送过程：空闲状态，线路处于高电平；当收到发送指令后，拉低线路的一个数据位的时间T，接着数据按低位到高位依次发送，数据发送完毕后，接着发送奇偶校验位和停止位，一帧数据发送完成。 数据接收过程：空闲状态，线路处于高电平；当检测到线路的下降沿（高电平变为低电平）时说明线路有数据传输，按照约定的波特率从低位到高位接收数据，数据接收完毕后，接着接收并比较奇偶校验位是否正确，如果正确则通知后续设备接收数据或存入缓冲。 由于UART是异步传输，没有传输同步时钟，为了保证数据的正确性，UART采用16倍数据波特率的时钟进行采样。每个数据有16个时钟采样，取中间的采样值，以保证采样不会滑码或误码。一般UART一帧的数据位数为8，这样即使每个数据有一个时钟的误差，接收端也能正确地采样到数据。 I2C： I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种同步串行通信协议，其拥有一根数据线SDA和一根时钟线SCL。其总线通过上拉电阻与电源相连接。每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。其中，主动发起操作的一方为主机，另外一方为从机。 起始信号：SCL为高电平，SDA的电平由高跳到低表示开始信号。 终止信号：SCL为高电平，SDA的电平由低跳到高表示终止信号。 数据传输过程：当没有数据传输的时候，两根总线都为高电平；当采集IIC上的数据时，其时钟线SCL必须是高电平且SDA的数据必须保持稳定不变—将SDA的电平与SCL的高电平进行“与”操作后，以便确定SDA上是1还是0；在SCL为低电平的时候，SDA上的数据可以进行跳变。 数据传输开始时，需要发送一个起始信号；数据传输结束后，需要发送一个终止信号；每8bit数据传输结束，都需要一个ACK。若希望对方继续发送数据，则需要向对方发送“应答(ACK)”信号，发送方会继续发送下一个数据；若接收端希望结束数据传输，则向对方发送“非应答(NACK)”信号，发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。起止信号都由Master发出，而ACK则可能由Master或者SLAVE来发出。 SPI： SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成。其拥有四根硬脚引线，分别为MISO（主机输入，从机输出），MOSI（主机输出，从机输入），SCLK（串行时钟信号），SS(片选信号)。因为一个主设备可以挂多个从设备，则通过片选引脚对从设备进行选择。从设备的工作时钟则是来自于主设备的SCK线。 数据传输过程：主机先将NSS信号拉低，保证开始接收数据。当接收端检测到时钟的边沿信号时，它将立即读取数据线上的信号，这样就得到了一位数据。主机发送到从机时：主机产生相应的时钟信号，然后数据一位一位地将从MOSI信号线上进行发送到从机。主机接收从机数据：如果从机需要将数据发送回主机，则主机将继续生成预定数量的时钟信号，并且从机会将数据通过MISO信号线发送。 实现方案(基于UART通信协议)该实现方案分为三部分 1.无线通信模块使用HJ-WUS1无线串口模块，分为 USB主机 与 无线从机，配置相同的本机地址，波特率与频率。 2.电脑与单片机之间通信单片机使用：K60（库来自山外） 单片机---->电脑： 实际上只要调用K60库中的uart_putstr函数或者uart_putchar函数就可以实现数据的发送。如果需要实现多个数据的发送，可以将数据存在一个数组中，将数组多次发送。 void Data_Send(UARTn_e uartn,unsigned short int *pst,uint8 x) { unsigned char _cnt=0; unsigned char sum = 0; unsigned char data_to_send[23]; //发送缓存 data_to_send[_cnt++]=0xAA; data_to_send[_cnt++]=0xAA; data_to_send[_cnt++]=x; data_to_send[_cnt++]=0; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[0]>>8); //高8位 data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[0]; //低8位 data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[1]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[1]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[2]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[2]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[3]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[3]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[4]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[4]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[5]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[5]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[6]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[6]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[7]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[7]; data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)(pst[8]>>8); data_to_send[_cnt++]=(unsigned char)pst[8]; data_to_send[3] = _cnt-4; sum = 0; for(unsigned char i=0;i从机 1-->主机 Communication communication = { .communicationStatus = 1, }; void Data_Communicate_Master(void) { uart_putstr(UART3,"ADDKP;"); } void Data_Communicate_Send(void) { KeyMessage.KeyValue=KeyScan(); if(communication.communicationStatus == 1) { if(KeyMessage.KeyValue == KEY_ADD) { j++; Data_Communicate_Master(); if(j == 6) { j = 0; communication.communicationStatus = 0; } } } } void AppDataSendFunction(void) { if(communication.communicationStatus == 1) Data_Communicate_Send(); } //get.h extern void AppDataGetFunction(void); extern void Data_Communicate_Get(void); extern void Data_Communicate_Slave(int i); extern int i; //get.c int i = 0; void Data_Communicate_Slave(int i) { /** @StrToCmd(int i) * 实现接收字符串，发送的字符串以";"结尾作为末位判断标志，在用strcmp函数进行判 * 断，如果结果 ==0 ，则通过oled打印传入的 i **/ StrToCmd(i); } void Data_Communicate_Get(void) { if(communication.communicationStatus == 0) { i++; Data_Communicate_Slave(i); if(i == 6) { i = 0; communication.communicationStatus = 1; } } } void AppDataGetFunction(void) { if(communication.communicationStatus == 0) Data_Communicate_Get(); }将AppDataSendFunction()放在while(1)中，将AppDataGetFunction()放在接收中断中。主从机的转换即通过communicationStatus的转变实现，初始的时候一个单片机烧进1，另一个烧进0，就可以标志主从机。 |
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