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串口中怎样接收一个完整数据包的解析
2013-11-28 15:24:22      个评论      
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这里以串口作为传输媒介,介绍下怎样来发送接收一个完整的数据包。过程涉及到封包与解包。设计一个良好的包传输机制很有利于数据传输的稳定性以及正确性。串口只是一种传输媒介,这种包机制同时也可以用于SPI,I2C的总线下的数据传输。在单片机通信系统(多机通信以及PC与单片机通信)中,是很常见的问题。

 

一、根据帧头帧尾或者帧长检测一个数据帧

 

1、帧头+数据+校验+帧尾

 

这是一个典型的方案,但是对帧头与帧尾在设计的时候都要注意,也就是说帧头、帧尾不能在所传输的数据域中出现,一旦出现可能就被误判。如果用中断来接收的话,程序基本可以这么实现:

 

unsigned char recstatu;//表示是否处于一个正在接收数据包的状态

 

unsigned char ccnt;      //计数

 

unsigned char packerflag;//是否接收到一个完整的数据包标志

 

unsigned char rxbuf[100];//接收数据的缓冲区

 

void UartHandler()

 

{

 

       unsigned char tmpch;

 

       tmpch = UARTRBR;

 

       if(tmpch 是包头)                          //检测是否是包头

 

       {  

 

            recstatu = 1;

 

            ccnt   = 0 ;

 

            packerflag = 0;

 

            return ;

 

       }

 

       if(tmpch是包尾)                          //检测是否是包尾

 

       {

 

            recstatu = 0;

 

            packerflag = 1;                      //用于告知系统已经接收到一个完整的数据包

 

            return ;

 

       }

 

      if(recstatu ==1)                           //是否处于接收数据包状态

 

      {

 

            rxbuf[ccnt++] = tmpch; 

 

      }

 

}

 

上面也就是接收一个数据包,但是再次提醒,包头和包尾不能在数据域中出现,一旦出现将会出现误判。另外一个。数据的校验算法是很必要的,在数据传输中,由于受到干扰,很难免有时出现数据错误,加上校验码可在发现数据传输错误时,可以要求数据的另一方重新发送,或是进行简单的丢弃处理。校验算法不一定要很复杂,普通的加和,异或,以及循环冗余都是可以的。我上面的接收程序在接收数据时,已经将包头和包尾去掉,这些可以根据自己的需求加上,关键是要理解原理。

 

上述包协议出现了以下的几种变种:

 

1.1 帧头+数据长度+数据+校验值

 

1.2包长+校验值

 

上面两种其实都是知道了数据包的长度,然后根据接收字节的长度来判断一个完整的数据包。例如,定义一个数据包的长度为256字节,那我们就可以一直接收,直到接收到256个字节,就认为是一个数据包。但是,会不会存在问题呢?比如说从机向主机发送数据,发送了一半,掉电,重启,开机后继续发送,这很明显接收到的数据就不对了,所以此时很有必要定义一个超限时间,比如我们可以维护下面这样的一个结构体。

 

struct  uartrd{

 

char  rd[ 256];

 

unsigned int timeout;

 

}

 

成员变量rd用来存放接收到的数据字节;成员变量timeout用来维护超时值,这里主要讨论这个。这个数值怎么维护呢,可以用一个定时器来维护,以可以放在普通的滴答中断里面来维护,也可以根据系统运行一条指令的周期,在自己的循环中来维护,给其设置个初值,比如说100,当有第一个数据到来以后,timeout在指定的时间就会减少1,减少到0时,就认为超时,不论是否接收到足够的数据,都应该抛弃。

 

 

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