对于串口,我们知道不管是RS232还是RS485、RS422这些典型的串口标准通讯协议,只是定义了部分物理层,对于数据链路层等基本没有涉及,这也就体现了串口协议的灵活性,没有统一的标准,需要使用者自己来定义合适的数据协议来传输自己的数据。

串口通讯的数据格式为:起始位(1bit)、数据位(7bit)、奇偶校验位(1bit)、停止位(1bit)。

如图:

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(1)

数据格式

对于这个协议其实略显的简单了一点,具体体现在:

对于此,我们特意给出一种比较常用的简单的数据帧形式。

1.帧起始

一般大家喜欢用0x55或者0xaa作为帧的起始位。我习惯用0x3C即"<"作为起始位。

2.命令域

主要要包含这几类数据,如:上行为0x10,下行为0x30,重新传输为0x50,应答为0x70。

3.地址域

假如地址域用一个字节表示,基地址为0x20,每一个从节点的偏移地址为上一个从节点的偏移地址加0x20。

4.数据域

这个可根据自己的数据传输的需要,设定合适的字节数。

假如我的数据需要为:1byte的硬件版本号、1byte的软件版本号、1byte的电池电量、10byte的动作数据。

那么我定义的数据就是13字节了。

5.校验域

常规使用CRC校验。2个字节。

6.帧结束

我习惯使用0x3E即“>”。

对于一帧的数据,我习惯使用两个连续的帧起始和帧结束,假如PC为主机,现在要从主机给从机偏移地址为0x04的设备传输一帧数据,数据格式即为:

<< 30 24 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 >>

只是列出了了一个格式,没有具体的数据,也没有做CRC。

这样的数据格式基本就能有一些实用的价值了。

接下来我们来看一个实际的例子。

案例分享

假如现在有一个蓝牙主机和从机组成的无线网络,蓝牙从机是一块手环,它具有检测手部动作的功能,主机对应的是我们的目标设备,如我们家里面的智能窗帘。我们预实现的功能有:

1.主设备给从设备发送的数据流包含的信息需有:

协议定义如下:

主机给从机发送指令(22字节),发送间隔不能小于800ms。

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(2)

主机给从机发送数据的协议格式

其中:

指令信息对应关系如下

6 个字节的时间按十进制存储 , 年月日时分秒各占一个字节, 其中年用(20000 1Byte) 来计

算, 其他直接用二进制直接转化成十进制。

直观列表如下:

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(3)

协议列表

2.从设备给主设备发送的状态数据流包含的信息需有:

协议定义如下:

从机给主机发送状态数据(34字节),发送间隔2500ms。

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(4)

从设备给主设备发送的状态数据流

其中(主要):

电量信息:0X0-0X64(十进制 0-100), 代表设备电量的百分比。

工作状态:

直观列表如下:

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(5)

协议列表

3.从机给主机发送的手势控制信息包含的数据需有:

协议定义如下:

从机给主机发送手势数据(共32字节 ),发送间隔20ms。

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(6)

从机给主机发送的手势数据协议格式

其中:

8 位数据是陀螺仪手势数据

手势数据

直观列表如下:

串口通讯基础知识大汇总(怎么自己定义一个串口通讯协议)(7)

协议列表

好了,到此我们只要有了这一套协议,就可以完成一套简单的手环控制的智能家居(窗帘)的动作了,后续就是具体程序的实现了。

这就是串口协议的特点,没有规定数据链层,我们需要结合自己的项目完成数据格式的定义和数据的定义。

有了我这样一套简单的demo模块,我相信简单的串口协议的定义应该是没有什么问题了。


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