【转载】串口中怎样接收一个完整数据包的解析

这里以串口做为传输媒介，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颇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，这种包机制同时也能够用于SPI,I2C的总线下的数据传输。在单片机通讯系统（多机通讯以及PC与单片机通讯）中，是很常见的问题。

1、根据帧头帧尾或者帧长检测一个数据帧

一、帧头+数据+校验+帧尾

这是一个典型的方案，可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。若是用中断来接收的话，程序基本能够这么实现：

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)                          //检测是不是包头

       {  

            recstatu = 1;

            ccnt   = 0 ;

            packerflag = 0;

            return ;

       }

       if(tmpch是包尾)                          //检测是不是包尾

       {

            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，可是再次提醒，包头和包尾不能在数据域中出现，一旦出现将会出现误判。另一个。数据的校验算法是很必要的，在数据传输中，因为受到干扰，很不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，能够要求数据的另外一方从新发送，或是进行简单的丢弃处理。校验算法不必定要很复杂，普通的加和，异或，以及循环冗余都是能够的。我上面的接收程序在接收数据时，已经将包头和包尾去掉，这些能够根据本身的需求加上，关键是要理解原理。

上述包协议出现了如下的几种变种：

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，而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，那咱们就能够一直接收，直到接收到256个字节，就认为是一个数据包。可是，会不会存在问题呢？好比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，因此此时颇有必要定义一个超限时间，好比咱们能够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，能够用一个定时器来维护，也能够放在普通的滴答中断里面来维护，也能够根据系统运行一条指令的周期，在本身的循环中来维护，给其设置个初值，好比说100，当有第一个数据到来之后，timeout在指定的时间就会减小1，减小到0时，就认为超时，不管是否接收到足够的数据，都应该抛弃。

2、根据接收超时来判断一个数据包

2.1  数据+校验

核心思想是若是在达到必定的时间没有接受到数据，就认为数据包接收完成。modbus协议里就有经过时间间隔来判断帧结束的。具体实现是要使用一个定时器，在接收到第一个数据时候，开启定时器，在接收到一个数据时候，就将定时器清零，让定时器从新开始计时，若是设定的超时时间到（超时时间长度能够设置为5个正常接收的周期），则认为在这一段时间内没有接受到新的数据，就认为接收到一个完整的数据包了。流程大致以下图所示：

进行一个简单的小的总结，上述几种方法都仍是较为经常使用的，在具体的实现上，能够根据具体的实际状况，设计出具体的通信协议。数据校验位，有时候感受不出来其重要性，可是必定要加上，对数据进行一个相关的验证仍是必要的。如今不少MCU都带有FIFO，DMA等功能，因此有时候利用上这些特性，能够设计出更好的通信方式。有的人问在接受串口数据时候是应该中断一次接收一个，仍是进入中断后接收一段数据呢，我认为应该中断接收一个，由于CPU是很快的，至少对于串口是这样，在接受每一个数据的间隔期间，处理器仍是能够作些其余工做的。这是在裸机下的模型。在多线程中，那就能够直接创建一个数据接收线程。