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简单自定义协议的封包和解包

彩虹_bd07 2022-03-11 阅读 79

简单自定义协议的封包和解包

原文链接:https://blog.csdn.net/sinat_16643223/article/details/118830297

通信协议

有一些初学者总觉得通信协议是一个很复杂的知识,把它想的很高深,导致不知道该怎么学。

同时,偶尔有读者问关于串口自定义通信协议相关的问题,今天就来写写串口通信协议,并不是你想想中的那么难?

1什么通信协议?
通信协议不难理解,就是两个(或多个)设备之间进行通信,必须要遵循的一种协议。

1 百度百科的解释

通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统,要使其能协同工作实现信息交换和资源共享,它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流,都必须遵循某种互相都能接受的规则。这个规则就是通信协议。

相应该有很多读者都买过一些基于串口通信的模块,市面上很多基于串口通信的模块都是自定义通信协议,有的比较简单,有的相对复杂一点。

举一个很简单的串口通信协议的例子:比如只传输一个温度值,只有三个字节的通信协议:
在这里插入图片描述
这种看起来是不是很简单?它也是一种通信协议。

只是说这种通信协议应用的场合相对比较简单(一对一两个设备之间),同时,它存在很多弊端。

2 过于简单的通信协议引发的问题

上面那种只有三个字节的通信协议,相信大家都看明白了。虽然它也能通信,也能传输数据,但它存在一系列的问题。

比如:多个设备连接在一条总线(比如485)上,怎么判断传输给谁?(没有设备信息)

还比如:处于一个干扰环境,你能保障传输数据正确吗?(没有校验信息)

再比如:我想传输多个不确定长度的数据,该怎么办?(没有长度信息)。

上面这一系列问题,相信做过自定义通信的朋友都了解。

所以,在通信协议里面要约定更多的“协议信息”,这样才能保证通信的完整。

3 通信协议常见内容

基于串口的通信协议通常不能太复杂,因为串口通信速率、抗干扰能力以及其他各方面原因,相对于TCP/IP这种通信协议,是一种很轻量级的通信协议。

所以,基于串口的通信,除了一些通用的通信协议(比如:Modubs、MAVLink)之外,很多时候,工程师都会根据自己项目情况,自定义通信协议。

下面简单描述下常见自定义通信协议的一些要点内容。
在这里插入图片描述
(这是一些常见的协议内容,可能不同情况,其协议内容不同)

1.帧头

帧头,就是一帧通信数据的开头。

有的通信协议帧头只有一个,有的有两个,比如:5A、A5作为帧头。
在这里插入图片描述

2.设备地址/类型

设备地址或者设备类型,通常是用于多种设备之间,为了方便区分不同设备。
在这里插入图片描述
这种情况,需要在协议或者附录中要描述各种设备类型信息,方便开发者编码查询。

当然,有些固定的两种设备之间通信,可能没有这个选项。

3.命令/指令

命令/指令比较常见,一般是不同的操作,用不同的命令来区分。
在这里插入图片描述
举例:温度:0x01;湿度:0x02;

4.命令类型/功能码

这个选项对命令进一步补充。比如:读、写操作。
在这里插入图片描述
举例:读Flash:0x01; 写Flash:0x02;

5.数据长度

数据长度这个选项,可能有的协议会把该选项提到前面设备地址位置,把命令这些信息算在“长度”里面。

这个主要是方便协议(接收)解析的时候,统计接收数据长度。
在这里插入图片描述
比如:有时候传输一个有效数据,有时候要传输多个有效数据,甚至传输一个数组的数据。这个时候,传输的一帧数据就是不定长数据,就必须要有【数据长度】来约束。

有的长度是一个字节,其范围:0x01 ~ 0xFF,有的可能要求一次性传输更多,就用两个字节表示,其范围0x0001 ~ 0xFFFFF。

当然,有的通信长度是固定的长度(比如固定只传输、温度、湿度这两个数据),其协议可能没有这个选项。

6.数据

数据就不用描述了,就是你传输的实实在在的数据,比如温度:25℃。

7.帧尾

有些协议可能没有帧尾,这个应该是可有可无的一个选项。

8.校验码

校验码是一个比较重要的内容,一般正规一点的通信协议都有这个选项,原因很简单,通信很容易受到干扰,或者其他原因,导致传输数据出错。

如果有校验码,就能比较有效避免数据传输出错的的情况。
在这里插入图片描述
校验码的方式有很多,校验和、CRC校验算是比较常见的,用于自定义协议中的校验方式。

还有一点,有的协议可能把校验码放在倒数第二,帧尾放在最后位置。

4 通信协议代码实现(DGUS串口屏的例子)

自定义通信协议,代码实现的方式有很多种,怎么说呢,“条条大路通罗马”你只需要按照你协议要写实现代码就行。

当然,实现的同时,需要考虑你项目实际情况,比如通信数据比较多,要用消息队列(FIFO),还比如,如果协议复杂,最好封装结构体等。

下面分享一些以前用到的代码,可能没有描述更多细节,但一些思想可以借鉴。

1.消息数据发送

a.通过串口直接发送每一个字节

这种对于新手来说都能理解,这里分享一个之前DGUS串口屏的例子:

#define DGUS_FRAME_HEAD1          0xA5                     //DGUS屏帧头1
#define DGUS_FRAME_HEAD2          0x5A                     //DGUS屏帧头2


#define DGUS_CMD_W_REG            0x80                     //DGUS写寄存器指令
#define DGUS_CMD_R_REG            0x81                     //DGUS读寄存器指令
#define DGUS_CMD_W_DATA           0x82                     //DGUS写数据指令
#define DGUS_CMD_R_DATA           0x83                     //DGUS读数据指令
#define DGUS_CMD_W_CURVE          0x85                     //DGUS写曲线指令


/* DGUS寄存器地址 */
#define DGUS_REG_VERSION          0x00                     //DGUS版本
#define DGUS_REG_LED_NOW          0x01                     //LED背光亮度
#define DGUS_REG_BZ_TIME          0x02                     //蜂鸣器时长
#define DGUS_REG_PIC_ID           0x03                     //显示页面ID
#define DGUS_REG_TP_FLAG          0x05                     //触摸坐标更新标志
#define DGUS_REG_TP_STATUS        0x06                     //坐标状态
#define DGUS_REG_TP_POSITION      0x07                     //坐标位置
#define DGUS_REG_TPC_ENABLE       0x0B                     //触控使能
#define DGUS_REG_RTC_NOW          0x20                     //当前RTCS


//往DGDS屏指定寄存器写一字节数据
void DGUS_REG_WriteWord(uint8_t RegAddr, uint16_t Data)
{
  DGUS_SendByte(DGUS_FRAME_HEAD1);
  DGUS_SendByte(DGUS_FRAME_HEAD2);
  DGUS_SendByte(0x04);


  DGUS_SendByte(DGUS_CMD_W_REG);                 //指令
  DGUS_SendByte(RegAddr);                        //地址


  DGUS_SendByte((uint8_t)(Data>>8));             //数据
  DGUS_SendByte((uint8_t)(Data&0xFF));
}


//往DGDS屏指定地址写一字节数据
void DGUS_DATA_WriteWord(uint16_t DataAddr, uint16_t Data)
{
  DGUS_SendByte(DGUS_FRAME_HEAD1);
  DGUS_SendByte(DGUS_FRAME_HEAD2);
  DGUS_SendByte(0x05);


  DGUS_SendByte(DGUS_CMD_W_DATA);                //指令


  DGUS_SendByte((uint8_t)(DataAddr>>8));         //地址
  DGUS_SendByte((uint8_t)(DataAddr&0xFF));


  DGUS_SendByte((uint8_t)(Data>>8));             //数据
  DGUS_SendByte((uint8_t)(Data&0xFF));
}

b.通过消息队列发送

在上面基础上,用一个buf装下消息,然后“打包”到消息队列,通过消息队列的方式(FIFO)发送出去。

static uint8_t  sDGUS_SendBuf[DGUS_PACKAGE_LEN];


//往DGDS屏指定寄存器写一字节数据
void DGUS_REG_WriteWord(uint8_t RegAddr, uint16_t Data)
{
  sDGUS_SendBuf[0] = DGUS_FRAME_HEAD1;           //帧头
  sDGUS_SendBuf[1] = DGUS_FRAME_HEAD2;
  sDGUS_SendBuf[2] = 0x06;                       //长度
  sDGUS_SendBuf[3] = DGUS_CMD_W_CTRL;            //指令
  sDGUS_SendBuf[4] = RegAddr;                    //地址
  sDGUS_SendBuf[5] = (uint8_t)(Data>>8);         //数据
  sDGUS_SendBuf[6] = (uint8_t)(Data&0xFF);


  DGUS_CRC16(&sDGUS_SendBuf[3], sDGUS_SendBuf[2] - 2, &sDGUS_CRC_H, &sDGUS_CRC_L);
  sDGUS_SendBuf[7] = sDGUS_CRC_H;                //校验
  sDGUS_SendBuf[8] = sDGUS_CRC_L;


  DGUSSend_Packet_ToQueue(sDGUS_SendBuf, sDGUS_SendBuf[2] + 3);
}


//往DGDS屏指定地址写一字节数据
void DGUS_DATA_WriteWord(uint16_t DataAddr, uint16_t Data)
{
  sDGUS_SendBuf[0] = DGUS_FRAME_HEAD1;           //帧头
  sDGUS_SendBuf[1] = DGUS_FRAME_HEAD2;
  sDGUS_SendBuf[2] = 0x07;                       //长度
  sDGUS_SendBuf[3] = DGUS_CMD_W_DATA;            //指令
  sDGUS_SendBuf[4] = (uint8_t)(DataAddr>>8);     //地址
  sDGUS_SendBuf[5] = (uint8_t)(DataAddr&0xFF);
  sDGUS_SendBuf[6] = (uint8_t)(Data>>8);         //数据
  sDGUS_SendBuf[7] = (uint8_t)(Data&0xFF);


  DGUS_CRC16(&sDGUS_SendBuf[3], sDGUS_SendBuf[2] - 2, &sDGUS_CRC_H, &sDGUS_CRC_L);
  sDGUS_SendBuf[8] = sDGUS_CRC_H;                //校验
  sDGUS_SendBuf[9] = sDGUS_CRC_L;


  DGUSSend_Packet_ToQueue(sDGUS_SendBuf, sDGUS_SendBuf[2] + 3);
}

c.用“结构体”代替“数组SendBuf”方式

结构体对数组更方便引用,也方便管理,所以,结构体方式相比数组buf更高级,也更实用。(当然,如果成员比较多,如果用临时变量方式也会导致占用过多堆栈的情况)

比如:

typedef struct
{
  uint8_t  Head1;                 //帧头1
  uint8_t  Head2;                 //帧头2
  uint8_t  Len;                   //长度
  uint8_t  Cmd;                   //命令
  uint8_t  Data[DGUS_DATA_LEN];   //数据
  uint16_t CRC16;                 //CRC校验
}DGUS_PACKAGE_TypeDef;

d.其他更多

串口发送数据的方式有很多,比如用DMA的方式替代消息队列的方式。

2.消息数据接收

串口消息接收,通常串口中断接收的方式居多,当然,也有很少情况用轮询的方式接收数据。

a.常规中断接收

还是以DGUS串口屏为例,描述一种简单又常见的中断接收方式:

void DGUS_ISRHandler(uint8_t Data)
{
  static uint8_t sDgus_RxNum = 0;                //数量
  static uint8_t sDgus_RxBuf[DGUS_PACKAGE_LEN];
  static portBASE_TYPE xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;


  sDgus_RxBuf[gDGUS_RxCnt] = Data;
  gDGUS_RxCnt++;


  /* 判断帧头 */
  if(sDgus_RxBuf[0] != DGUS_FRAME_HEAD1)       //接收到帧头1
  {
    gDGUS_RxCnt = 0;
    return;
  }
  if((2 == gDGUS_RxCnt) && (sDgus_RxBuf[1] != DGUS_FRAME_HEAD2))
  {
    gDGUS_RxCnt = 0;
    return;
  }


  /* 确定一帧数据长度 */
  if(gDGUS_RxCnt == 3)
  {
    sDgus_RxNum = sDgus_RxBuf[2] + 3;
  }


  /* 接收完一帧数据 */
  if((6 <= gDGUS_RxCnt) && (sDgus_RxNum <= gDGUS_RxCnt))
  {
    gDGUS_RxCnt = 0;


    if(xDGUSRcvQueue != NULL)                    //解析成功, 加入队列
    {
      xQueueSendFromISR(xDGUSRcvQueue, &sDgus_RxBuf[0], &xHigherPriorityTaskWoken);
      portEND_SWITCHING_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
    }
  }
}

b.增加超时检测

接收数据有可能存在接收了一半,中断因为某种原因中断了,这时候,超时检测也很有必要。

比如:用多余的MCU定时器做一个超时计数的处理,接收到一个数据,开始计时,超过1ms没有接收到下一个数据,就丢掉这一包(前面接收的)数据。

static void DGUS_TimingAndUpdate(uint16_t Nms)
{
  sDGUSTiming_Nms_Num = Nms;
  TIM_SetCounter(DGUS_TIM, 0);                   //设置计数值为0
  TIM_Cmd(DGUS_TIM, ENABLE);                     //启动定时器
}


void DGUS_COM_IRQHandler(void)
{
  if((DGUS_COM->SR & USART_FLAG_RXNE) == USART_FLAG_RXNE)
  {
    DGUS_TimingAndUpdate(5);                     //更新定时(防止超时)
    DGUS_ISRHandler((uint8_t)USART_ReceiveData(DGUS_COM));
  }
}

c.更多

接收和发送一样,实现方法有很多种,比如接收同样也可以用结构体方式。但有一点,都需要结合你实际需求来编码。

5 最后

以上自定义协议内容仅供参考,最终用哪些、占用几个字节都与你实际需求有关。

基于串口的自定义通信协议,有千差万别,比如:MCU处理能力、设备多少、通信内容等都与你自定义协议有关。

有的可能只需要很简单的通信协议就能满足要求。有的可能需要更复杂的协议才能满足。

最后强调两点:

1.以上举例并不是完整的代码(有些细节没有描述出来),主要是供大家学习这种编程思想,或者实现方式。

2.一份好的通信协议代码,必定有一定容错处理,比如:发送完成检测、接收超时检测、数据出错检测等等。所以说,以上代码并不是完整的代码。

怎样用串口发送结构体-简单协议的封包和解包

https://blog.csdn.net/qq_33904382/article/details/112718948

定义要发送的结构体

/**
	@part 通信数据结构
*/

/* 加速度信息结构体-XYZ三分量 */
typedef struct CSModuleInfo_ACC{
	float _acc_X;
	float _acc_Y;	
	float _acc_Z;
}CSInfo_Acc;

/* 经纬度信息结构体-经纬两分量 */
typedef struct CSmouduleInfo_LL{
	float _latitude;
	float _longitude;
}CSInfo_LL;

/* 测控站信息结构体 */
typedef struct CSInfoStrcutre CSInfoS;
typedef struct CSInfoStrcutre{
	/* 核心温度 MCU温度 */
	float _temp_O_MCU;
	/* 气温 */
	float _temp_env;
	/* 气压 */
	float _gp;
	/* 加速度 */
	CSInfo_Acc _acc;
	/* 经纬度 */
	CSInfo_LL _ll;
}* ptrCSInfo;

为了保证本文能符合大伙的需求,咱搞一个结构体嵌套,并且把数据类型都定义浮点数。意在说明我们这种传输结构体的方式不受结构体类型的限制,也不受浮点数的存储方式的限制,请放心学习使用。

注:代码中/* 测控站信息结构体 */部分的ptrCSInfo是这个大结构体的指针类型,CSInfoS是这个结构体的别名,这种写法是C语言的语法规则所允许的,不用感到奇怪。

下位机封包发送

封包发送的过程可以用下面的代码实现:

/**
* @brief  将数据打包并发送到上位机
  * @param  
			ptrInfoStructure 指向一个装填好信息的infoStructure的指针
  * @retval 无
  */

void CSInfo_PackAndSend(ptrCSInfo ptrInfoStructure)
{
	uint8_t infoArray[32]={0};
	uint8_t infoPackage[38]={0};
	CSInfo_2Array_uint8(ptrInfoStructure,infoArray);
	CSInfo_Pack(infoPackage,infoArray,sizeof(infoArray));
	CSInfo_SendPack(infoPackage,sizeof(infoPackage));
}

向这个函数传入一个装有数据的结构体的指针ptrInfoStructure,依次调用CSInfo_2Array_uint8、CSInfo_Pack、CSInfo_SendPack这三个自定义函数,即可通过串口将结构体发送出去。

这三个函数分别对应着擦拆分结构体、按照协议/规则封包和发送数据三个过程,具体说明和代码如下:

1、拆分

文章开头我们已经说了,先要把结构体拆分成8位无符号整型(uint8_t)的数据:

/**
  * @brief  将数据段(CSInfoStructure)重组为uint8类型的数组
  * @param  
		infoSeg 指向一个CSInfoStructure的指针
	    infoArray 由数据段重组的uint8类型数组			
  * @retval 无
  */
void CSInfo_2Array_uint8(ptrCSInfo infoSeg,uint8_t* infoArray)
{
	int ptr=0;uint8_t 
	*infoElem=(uint8_t*)infoSeg;
	for(ptr=0;ptr<sizeof(CSInfoS);ptr++){
		infoArray[ptr] = (*(infoElem+ptr));
	}
}

传入一个结构体的指针,并传入一个对应大小(uint8_t)类型的数组,用来装结构体拆分出来的元素。

那么数组需要多大呢?我们知道8位(bit)就是一个字节(Byte),所以这个数组理论上只需要和这个结构体的字节数一样大就可以了!也就是:

sizeof(CSInfoS)

的返回值。这里我们也可以口算一下,结构体中总共有8个float类型的数据,也就是8×32bit=8×4Byte=32Byte。结构体的大小也就是32字节,所以可以拆分成32个unit8_t类型的元素,数组大小也就需要32。

注意:传入的数组需要足够的大小,不要整个空指针或者不够大的数组进去。当然,你也可以返回一个数组,但我喜欢这种隐式返回的风格。

2、封包

选定一组特定的数据作为数据包的头部,选定另一组特定的数据作为数据包的尾部,方便我们在上位机接收数据后找到每一组数据的开始和结尾。

这里我们选定:

0x80 0x81 0x82

作为数据包的头部,同时选定:

0x82 0x81 0x80

作为数据包的尾部。所以我们向上位机发送的单个数据包都是如下形式的:

/**
	@part 通信协议
	@Protocol
    ------------------------------------------------------------
         头       |            信息              |      尾
	------------------------------------------------------------
	0x80|0x81|0x82|         CSInfoStrcutre       |0x82|0x81|0x80                 
	------------------------------------------------------------
	    3Byte     |            32Byte            |     3Byte 
    ------------------------------------------------------------
*/

上面|CSInfoStrcutre|的位置就是我们在上一步获得的uint8_t类型的数组infoArray,内容是CSInfoStrcutre中的数据。

封包的过程如下面的代码所示:

/**
  * @brief  按协议打包
  * @param  
		package 打包结果,按协议结果为3+32+3=38字节 (38*8bit)
	    infoArray 由数据段重组的uint8类型数组 | 结果	
		infoSize 数据段的大小--占用内存字节数(协议规定为32Byte)
  * @retval 无
  */
void CSInfo_Pack(uint8_t* infopackage,uint8_t* infoArray,uint8_t infoSize)
{
	uint8_t ptr=0;
	infopackage[0] = HEAD1;
	infopackage[1] = HEAD2;
	infopackage[2] = HEAD3;
	
	
	/* 将信息封如入数据包中 */
	for(;ptr<infoSize;ptr++){
		infopackage[ptr+3] = infoArray[ptr];
	}
	
	infopackage[ptr+3] = TAIL1;
	infopackage[ptr+4] = TAIL2;
	infopackage[ptr+5] = TAIL3;
}

3、发送

接着,我们将把这个玩意儿(infopackage)通过串口发送出去:

/**
* @brief  将数据包发送到上位机
  * @param  
			infoPackage 数据包
			packSize 数据包的大小--占用内存字节数(协议规定为38Byte)
  * @retval 无
  */
void CSInfo_SendPack(uint8_t* infoPackage,uint8_t packSize)
{
	int ptr=0;
	for(ptr=0;ptr<packSize;ptr++){
		USART_SendByte(infoPackage[ptr]);
	}
}

注意,为了方便使用,这里我们用到了一个名为USART_SendByte的自定义函数,其定义如下:

 /**
  * @brief  通过USART通道向上位机发送一个字节(8bit)的数据
  * @param  byte 要发送的8位数据
  * @retval 无
  */
void USART_SendByte(uint8_t byte)
{
	/* 发送一个字节数据到串口 */
	USART_SendData(DEBUG_USARTx,byte);
	/* 等待发送完毕 */
	while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);		
}

到这里,我们就了解完了下位机打包发送的部分,接下来我们转到上位机视角,看一下咋个接收数据,咋个解析数据,也就是咋个把数据又装回一个结构体里,方便我们引用。

上位机接收数据并解包

回顾一下文章开头,我们说上位机的这部分工作的流程是这样的:

1、把串口里的数据读取出来
2、找到包头,
3、把数据包中对应数据的部分按顺序装填到结构体中

大致流程如下面的代码所示:

    /* 读取数据 */
    uint8_t packages[INFOSIZE*3]={0};
    int numHasRead = readInfoFromSerialport(packages);
    /* 解析数据 */
    uint8_t infoArray[INFOSIZE];
    /* 提取数据包 */
    bool readable = CSInfo_GetInfoArrayInpackages(infoArray,packages,numHasRead);
    /* 解包 */
    if(readable)
        CSInfo_InfoArray2CSInfoS(infoArray,this->_ptrCSInfo);

也即是依次调用readInfoFromSerialport、CSInfo_GetInfoArrayInpackages、CSInfo_InfoArray2CSInfoS在这三个函数,从串口缓冲区的一堆数据里找到一个完整的数据包并把它装填到结构体里。

下面详细介绍这三个自定义函数:

1、读取数据

你可以用你所知的任何方法从串口的缓冲区读取出来,只要你能把它们放到一个方便后续的解包操作访问的地方。

这里我使用Qt开发的上位机界面,故而也顺带使用Qt提供的serialport类中的方法来读取,具体可以参考Qt的帮助文档,这里只做简要说明:

/**
  * @brief  把当前serialport缓冲区的数据全部读取到一个uint8类型的数组中
  * @param
        packages 从串口读取到的包含数据包的数据
  * @retval
  *     numHasRead 从缓冲区读取到的字节数
  */
int readInfoFromSerialport(uint8_t* packages)
{
    int numHasRead(0);
    /* 没有可用的串口设备则中止读取操作 退出函数 */
    if(QSerialPortInfo::availablePorts().isEmpty())
        return 0;
    _port = new QSerialPort(QSerialPortInfo::availablePorts()[0]);
    _port->setPort(QSerialPortInfo::availablePorts()[0]);
    if(!_port->open(QIODevice::ReadWrite)){
        goto next;
    }else{
        _port->setParity(QSerialPort::NoParity);
        _port->setBaudRate(QSerialPort::Baud115200);
        _port->setDataBits(QSerialPort::Data8);
        _port->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
        _port->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);
        /* 开始从serialport读取数据 */
        /* 读取串口缓冲区所有的数据到CSInfo的缓冲区infoArray */
        _port->waitForReadyRead();
        QByteArray dataArray = _port->read(200);
        numHasRead = dataArray.size();
        if(INFOSIZE*3<numHasRead){
            for(int i=0;i<INFOSIZE*3;i++){
                *(packages+i) = dataArray[i];
            }
        }
    }

    next:;
    delete  _port;
    return numHasRead;
}

上述代码首先获取了一个serialport类的对象_port,然后通过一系列的setxxx函数配置了必要的参数。接着调用readAll把串口中所有的数据读取到dataArray(readAll()的返回值就是一个QByteArray类型的容器),然后把大小等同于三个infoStructure的数据放到packages中,预备进行下一步的解包操作。

注意,之所以要读取三个基数,是为了保证至少包含一个完整的数据包。

2、找到一个完整的数据包

前面提到了,我们设定每个数据包的头部是0x80|0x81|0x82,而数据包的尾部则反过来。根据这个特征:
/**
	@part 通信协议
	@Protocol
    ------------------------------------------------------------
         头       |            信息              |      尾
	------------------------------------------------------------
	0x80|0x81|0x82|         CSInfoStrcutre       |0x82|0x81|0x80                 
	------------------------------------------------------------
	    3Byte     |            32Byte            |     3Byte 
    ------------------------------------------------------------
*/

我们可以先在上一步获得的packages中找到一个数据包的头部,以确定一个数据包的开始位置:

/**
  * @brief  在串口读取到的数据中提取出一个数据包的数据段(CSInfoStructure对应的部分)
  * 转存到infoArray中,供后续解析为CSInfoStructure.
  * @param
        infoArray 转存CSInfo的数组
        packages 从串口读取到的包含数据包的数据
        sizepackages 从串口读取到的字节数(packages的大小)
  * @retval 无
  */
bool CSInfo_GetInfoArrayInpackages(uint8_t* infoArray,uint8_t* packages,int sizepackages)
{
    int ptr;bool readable(true);
    if(sizepackages<INFOSIZE*3){
        readable = false;
        return readable;
    }
    for(ptr=0;ptr<INFOSIZE*3;ptr++){
    // or: for(ptr=0;ptr<sizepackages-3;ptr++){ */
        if((packages[ptr]==HEAD1)&&(packages[ptr+1]==HEAD2)&&(packages[ptr+2]==HEAD3))
            break;
    }
    ptr += 3;
    for(int i=0;i<INFOSIZE;i++)
        infoArray[i] = packages[ptr+i];
    return readable;
}

通过调用这个函数,我们把packages中的一个完整的数据包的InfoStructure部分放到了infoArray中。接下看第三步,我们将把这个结构体的数据写入一个结构体中,真正还原它在下位机中的样子:

3、解析数据

直接把结构体当成一个数组,把数据依次填写进去就ok了

/**
  * @brief  把存有一个数据段的数组解析为一个CSInfoStructure,结果存到参数2对应的地址
  * @param
        infoArray 存有一个数据段的uint8类型的数组
        infoStrc 从串口读取到的字节数(packages的大小)
  * @retval 无
  */
void CSInfo_InfoArray2CSInfoS(uint8_t* const infoArray,ptrCSInfo infoStrc)
{
    uint8_t* u8PtrOStrc = (uint8_t*)infoStrc;
    for(int i=0;i<INFOSIZE;i++)
        *(u8PtrOStrc+i) = infoArray[i];
}

到这里,我们就完成了使用串口发送结构体的任务,而且了解了封包和解包的基本思路。

我把上位机的源代码链接放到这里,需要的可以单击自取。读取和解析的代码分别在Sources/CSInfoReader.c和Sources/CSInfoParser.c文件中。

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