如何处理串口通信中的数据帧同步(如区分一包完整数据)？

一. 简介

本文来简单学习一下，在嵌入式C开发中，如何处理串口通信中的数据帧同步，例如，如何区分一包完整数据包或信息单元。

二.  如何处理串口通信中的数据帧同步(如区分一包完整数据)？

（一）数据帧同步是什么意思？

在串口通信（如UART）中，数据帧同步指的是接收方能够正确识别并区分出发送方发送的每一个独立的数据包或消息单元。

由于UART协议本身并不提供高层次的数据包界定机制，它只负责按位传输数据，并通过起始位和停止位来标记每个字节的开始和结束，因此需要在应用层面上实现额外的机制来确保数据帧的同步。

换句话说，数据帧同步是指如何有效地从连续的比特流中识别出一个完整的数据包。

（二）如何处理串口通信中的数据帧同步(如区分一包完整数据)？

以下是几种常见的数据帧同步方法及其实现方式：

1. 固定长度数据帧

原理：每包数据长度固定（例如10字节），接收方按固定长度解析。

适用场景：协议简单、数据长度固定的场景（如某些传感器数据）。

实现方法：

#define FRAME_LEN 10  // 固定帧长度
uint8_t rx_buffer[FRAME_LEN];
uint8_t rx_index = 0;

void UART_IRQHandler() {
    rx_buffer[rx_index++] = UART->DR;  // 读取数据
    if (rx_index == FRAME_LEN) {      // 收满一帧
        process_frame(rx_buffer);     // 处理数据
        rx_index = 0;                 // 重置索引
    }
}

优点：实现简单，解析高效。
缺点：灵活性差，数据长度不能变化。

2. 超时机制（常用 select函数实现）

利用串口通信中 “帧与帧之间存在空闲时间” 的特性，通过检测 “超过设定时间无数据传输” 来判断一帧结束。