串口中怎樣接收一個完整數(shù)據(jù)包的解析

一、根據(jù)幀頭幀尾或者幀長檢測一個數(shù)據(jù)幀

1、幀頭+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)+幀尾

這是一個典型的方案，但是對幀頭與幀尾在設(shè)計(jì)的時候都要注意，也就是說幀頭、幀尾不能在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)域中出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)可能就被誤判。如果用中斷來接收的話，程序基本可以這么實(shí)現(xiàn)：

unsigned char recstatu;//表示是否處于一個正在接收數(shù)據(jù)包的狀態(tài)

unsigned charccnt; //計(jì)數(shù)

unsigned char packerflag;//是否接收到一個完整的數(shù)據(jù)包標(biāo)志

unsigned charrxbuf[100];//接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)

void UartHandler()

{

unsigned char tmpch;

tmpch = UARTRBR;

if(tmpch 是包頭) //檢測是否是包頭

{

recstatu = 1;

ccnt = 0 ;

packerflag = 0;

return ;

}

if(tmpch是包尾) //檢測是否是包尾

{

recstatu = 0;

packerflag = 1; //用于告知系統(tǒng)已經(jīng)接收到一個完整的數(shù)據(jù)包

return ;

}

if(recstatu ==1) //是否處于接收數(shù)據(jù)包狀態(tài)

{

rxbuf[ccnt++] = tmpch;

}

}

上面也就是接收一個數(shù)據(jù)包，但是再次提醒，包頭和包尾不能在數(shù)據(jù)域中出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)將會出現(xiàn)誤判。另外一個。數(shù)據(jù)的校驗(yàn)算法是很必要的，在數(shù)據(jù)傳輸中，由于受到干擾，很難免有時出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤，加上校驗(yàn)碼可在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤時，可以要求數(shù)據(jù)的另一方重新發(fā)送，或是進(jìn)行簡單的丟棄處理。校驗(yàn)算法不一定要很復(fù)雜，普通的加和，異或，以及循環(huán)冗余都是可以的。我上面的接收程序在接收數(shù)據(jù)時，已經(jīng)將包頭和包尾去掉，這些可以根據(jù)自己的需求加上，關(guān)鍵是要理解原理。

上述包協(xié)議出現(xiàn)了以下的幾種變種：

1.1 幀頭+數(shù)據(jù)長度+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)值

1.2包長+校驗(yàn)值

上面兩種其實(shí)都是知道了數(shù)據(jù)包的長度，然后根據(jù)接收字節(jié)的長度來判斷一個完整的數(shù)據(jù)包。例如，定義一個數(shù)據(jù)包的長度為256字節(jié)，那我們就可以一直接收，直到接收到256個字節(jié)，就認(rèn)為是一個數(shù)據(jù)包。但是，會不會存在問題呢？比如說從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送了一半，掉電，重啟，開機(jī)后繼續(xù)發(fā)送，這很明顯接收到的數(shù)據(jù)就不對了，所以此時很有必要定義一個超限時間，比如我們可以維護(hù)下面這樣的一個結(jié)構(gòu)體。

struct uartrd{

char rd[ 256];

unsigned int timeout;

}

成員變量rd用來存放接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)；成員變量timeout用來維護(hù)超時值，這里主要討論這個。這個數(shù)值怎么維護(hù)呢，可以用一個定時器來維護(hù)，以可以放在普通的滴答中斷里面來維護(hù)，也可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行一條指令的周期，在自己的循環(huán)中來維護(hù)，給其設(shè)置個初值，比如說100，當(dāng)有第一個數(shù)據(jù)到來以后，timeout在指定的時間就會減少1，減少到0時，就認(rèn)為超時，不論是否接收到足夠的數(shù)據(jù)，都應(yīng)該拋棄。

二、根據(jù)接收超時來判斷一個數(shù)據(jù)包

2.1 數(shù)據(jù)+校驗(yàn)

核心思想是如果在達(dá)到一定的時間沒有接受到數(shù)據(jù)，就認(rèn)為數(shù)據(jù)包接收完成。modbus協(xié)議里就有通過時間間隔來判斷幀結(jié)束的。具體實(shí)現(xiàn)是要使用一個定時器，在接收到第一個數(shù)據(jù)時候，開啟定時器，在接收到一個數(shù)據(jù)時候，就將定時器清零，讓定時器重新開始計(jì)時，如果設(shè)定的超時時間到（超時時間長度可以設(shè)置為5個正常接收的周期），則認(rèn)為在這一段時間內(nèi)沒有接受到新的數(shù)據(jù)，就認(rèn)為接收到一個完整的數(shù)據(jù)包了。流程大體如下圖所示：

進(jìn)行一個簡單的小的總結(jié)，上述幾種方法都還是較為常用的，在具體的實(shí)現(xiàn)上，可以根據(jù)具體的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出具體的通訊協(xié)議。數(shù)據(jù)校驗(yàn)位，有時候感覺不出來其重要性，但是一定要加上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行一個相關(guān)的驗(yàn)證還是必要的。現(xiàn)在很在MCU都帶有FIFO，DMA等功能，所以有時候利用上這些特性，可以設(shè)計(jì)出更好的通訊方式。有的人問在接受串口數(shù)據(jù)時候是應(yīng)該中斷一次接收一個，還是進(jìn)入中斷后接收一段數(shù)據(jù)呢，我認(rèn)為應(yīng)該中斷接收一個，因?yàn)镃PU是很快的，至少對于串口是這樣，在接受每個數(shù)據(jù)的間隔期間，處理器還是可以做些其他工作的。這是在裸機(jī)下的模型。在多線程中，那就可以直接建立一個數(shù)據(jù)接收線程。