可复用框架：STM32F103 的 SBUS 接口代码模块化设计

可复用框架：STM32F103 的 SBUS 接口代码模块化设计

SBUS 是一种常见的串行通信协议，广泛应用于遥控器和接收机之间的通信。在 STM32F103 上实现 SBUS 接口的模块化设计，能够提高代码的可维护性和可移植性，适用于多种嵌入式项目。

SBUS 协议基础

SBUS 协议采用反向逻辑的串行通信，波特率为 100000 bps，数据格式为 8 位数据位、偶校验位和 2 位停止位。每个数据包包含 25 字节，其中前 2 字节为帧头，中间 22 字节为通道数据，最后 1 字节为帧尾和标志位。

硬件接口设计

STM32F103 的 USART 外设支持 SBUS 所需的通信格式。硬件连接时，需将 SBUS 信号线连接到 USART 的 RX 引脚，并确保电平转换电路正确处理反向逻辑。通常使用一个简单的三极管或专用电平转换芯片实现。

// 硬件初始化示例
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart) {
    if (huart->Instance == USART1) {
        __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    }
}

软件模块化设计

将 SBUS 通信功能划分为独立的模块，包括初始化、数据接收、数据解析和错误处理。每个模块通过清晰的接口与其他部分交互，便于维护和重用。

// SBUS 数据结构定义
typedef struct {
    uint16_t channels[16];
    uint8_t flags;
} SBUS_Data;

数据接收与解析

使用 DMA 或中断方式接收 SBUS 数据，确保实时性。接收完成后，解析数据包并验证校验位。模块化设计允许灵活更换解析算法或调整数据格式。

// 数据解析函数示例
void SBUS_Parse(uint8_t* buffer, SBUS_Data* output) {
    if (buffer[0] == 0x0F && buffer[24] == 0x00) {
        output->channels[0] = (buffer[1] | (buffer[2] << 8)) & 0x07FF;
        output->channels[1] = ((buffer[2] >> 3) | (buffer[3] << 5)) & 0x07FF;
        // 继续解析其余通道
        output->flags = buffer[23];
    }
}

错误处理与容错机制

SBUS 通信可能受到干扰，需加入超时检测和校验机制。模块化设计使得错误处理逻辑可以独立更新，不影响其他功能。

// 超时检测示例
uint32_t lastReceived = 0;
void SBUS_CheckTimeout(uint32_t currentTime) {
    if (currentTime - lastReceived > SBUS_TIMEOUT_MS) {
        // 处理超时情况
    }
}

应用层接口设计

为上层应用提供简洁的接口，如获取通道数据或检查连接状态。模块化设计隐藏底层细节，使应用代码更清晰。

// 应用接口示例
uint16_t SBUS_GetChannel(uint8_t channel) {
    if (channel < 16) {
        return sbusData.channels[channel];
    }
    return 0;
}

测试与验证

通过逻辑分析仪或示波器验证 SBUS 数据的正确性。模块化设计便于单元测试，每个功能模块可独立验证。

// 测试代码示例
void Test_SBUS(void) {
    uint8_t testPacket[25] = { /* 有效测试数据 */ };
    SBUS_Data testData;
    SBUS_Parse(testPacket, &testData);
    // 验证解析结果
}

总结

模块化设计的 SBUS 接口代码提高了 STM32F103 项目的开发效率和代码质量。清晰的接口划分和独立的功能模块使得代码易于维护和移植，适用于各种需要 SBUS 通信的嵌入式应用。