MODBUS 数据格式相关记录

串口通信格式：

　　串口通信能够分为同步通信(Synchronous)和异步通信(Asynchronous)。同步通信时有一根时钟信号，数据格式中没有起始位和中止位；异步通信中没有时钟信号，数据格式中包含起始位和中止位。这次记录内容为使用STM32的异步通讯配置学习。

　　串口异步传输一帧数据须要多个位，这些位的描述为 起始位+数据位+校验位+中止位。起始位是固定的 1bit ，数据位、校验位和中止位是可配置的，常见的配置类型如：数据位可配置格式为 5bit、6bit、7bit、8bit和9bit(PC端没法配置9bit)，STM32好像不能配置5bit和6bit；校验位1bit，可配置为无校验、奇校验、偶校验、1校验(Mark)和0校验(Space)，Mark校验和Space校验在STM32中好像不能直接配置；中止位可配置格式为1bit、1.5bit和2bit，STM32好像都是1bit中止位。重要的提示：日常使用中，校验位会单独拿出来配置和介绍，可是若是开启了校验功能，校验位是填充在数据位的MSB位置。意思是若是你开起了校验位，那么数据位须要设置为你所须要传输数据的位数加一，不然可能出问题。以几张时序图做为参考(第一次画，看着别扭)：

　　一、传输无校验位

　　　　　　　　　　　　

　　左图中起始位占据1bit，数据位占据8bit(若是设为数据位7bit，那数据位只有7个方格，同理至5bit、6bit)，中止位占据1bit，不含校验位，两端表示空闲状态，这种数据格式配置是普通使用最多见的。右图中起始位占据1bit，数据位占据9bit，中止位占据1bit，不含校验位，两端表示空闲状态；通常咱们都是以字节数据传输，这种配置时有9bit可用，MSB这一位一般用做校验位，并且这个校验位能够由用户随意指定；对于STM32使用者来讲，虽然寄存器配置没法直接实现Mark校验和Space校验，但用户可以使用该格式手动设置MSB，充当Mark校验或者Space校验结果使用，由于真实的校验结果也是放在数据位的MSB位置。

　　二、传输有校验位

　　　　　　　　　　　　

　　左图配置起始位1bit、数据位8bit、中止位1bit，开启了校验功能，校验结果1bit占据了数据位的MSB位置，如此当设置为8bit数据位并且开启了校验功能时，用户可传输有效数据只有7bit，MSB会被校验结果强行占据。右图配置起始位1bit、数据位9bit、中止位1bit，开启校验功能，校验结果1bit占据MSB，用户可传输有效数据为8bit数据，刚好是经常使用的一个字节数据，因此当用户打算开启校验功能并且要保留当前传输数据有效位不变，就要配置数据位加1。对于这个状况，从STM32H7xx参考手册里截图说明以下：

　　对于这一点经过程序设置串口为8bit数据位，开启奇校验，使用示波器探测波形进行验证。使用串口发送0xFF数据时，示波器显示传输数据为0x7F，由于0xFF通过校验后会把MSB的1变成0；使用串口发送0x7F数据时，示波器显示传输数据为0x7F。

 

码元学习：

　　百度百科里面介绍：码元，承载信息量的基本信号单位。在数字通讯中经常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为(二进制）码元。 而这个间隔被称为码元长度。值得注意的是当码元的离散状态有大于2个时（如M大于2个） 时，此时码元为M进制码元。

　　码元传输速率，又称为码元速率或传码率。其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为"波特"，又能够称为波特率,经常使用符号"Baud"表示，简写为"B"。一个码元可能由多个位组成，因此波特率不必定等于比特率。若是一个码元只须要表示2个级别状态（0和1），那么一个码元就是一个位，此时波特率等于比特率；若是一个码元须要表示4个级别状态（0、一、2和3），那么一个码元须要两个位表示（即一个码元占据两个位，对数关系），此时波特率等于比特率的1/2。

 

 

MODBUS 超时时间：

一、两帧之间超时时间为3.5字符　　二、一帧数据中每一个字符超时时间为1.5字符

MODBUS 中处理一个字符至关于串口处理一帧。

超时时间根据通讯速率计算：

　　串口传输数据时，一个码元只占据一个位，因此串口的波特率等于比特率。

　　bps = bit / s = 位 每 秒！　　

　　好比串口一帧数据经常使用的通讯格式：起始位(1位) + 数据位(8位) + 校验位(0位) + 中止位(1位) = 10（位）

　　9600bps 的比特率下，串口发送字节数据速度为 9600/10 = 960 字符/秒；

　　每一个字符对应时间为 1s / 960 ，3.5字符时间为 3.5 * 1 / 960 = 0.0036458 s = 3.6458 ms

网上资料指明，在通讯速率等于或低于 19200 bps 时，这两个定时必须严格遵照；
对于比特率大于 19200 bps 的情形， 应该使用 2 个定时的固定值 ：

　　字符间超时时间(t1.5)为 750µs ，

　　帧间的超时时间 (t3.5) 为 1.750ms 。