自定义通讯协议

本文介绍了嵌入式系统中通信协议的设计原则,包括降低复杂度、确保通讯正常及数据准确性等方面的方法。同时探讨了单向查询、心跳机制、重发机制等关键策略,并给出了MODBUS-RTU的具体应用实例。

摘要:

1、为了降低程序的复杂度,尽量采取单向查询方式;

2、为了确认通讯正常,每隔一段时间应有心跳查询命令从主控端发送到从机端;

3、主控端每次发送一条消息之后,应检查是否有回应;从机端每次收到一条消息后,应返回消息作为响应;

4、消息发送之后如果没有回复,或回复的消息表明出现错误了,应有重发机制;重发机制的时间间隔和重发次数应仔细考虑;

5、为了向后兼容,通讯协议中应包含版本号;

6、为了方便确认各个MCU中程序的版本,通讯协议中应包含版本查询命令;

7、为了降低应通讯数据出错造成的影响,协议中应包含数据校验位;

8、考虑到数据通常是持续在发送的,帧与帧之间需要区分开来,通常设置包头和包尾;

9、为区分不同的帧(通常升级包、一个数据包分成多个帧发送、重发帧,可能需要区分不同帧),协议中应包含帧号;

10、为了区分是否为重发帧,协议中应包含相应的标志(当帧号不做其他用途时,也可使用帧号来区分是否为重发帧)。


书写:

1、通讯协议文档开头应包含通讯机制的基本说明;

2、文档应包含通讯格式的说明(各个大的字段域的说明);

3、文档开头应包含全部命令字的列表;

4、各个命令字的详细说明中,应包含针对该命令字的使用场景、交互方式、出错处理的说明。


补充1:

1、对于简单的应用,应首先考虑单事务处理,即同一时刻只有一个通讯事务在处理,以便对每个通讯事务的响应情况做出判断;

2、对于单通讯事务的情况,应该对每个事务设置超时,避免一直等待某个事务;


补充2:MODBUS-RTU(一主多从)

1、基本格式

地址功能码数据CRC
2、支持单播和广播;广播模式下,从机收到消息后不回复;

3、主从:任何从机都不主动发消息,一直等待主机请求为止;从机之间不能通讯;

3、同一时刻只有一个MODBUS事务在处理。

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