串口通信是一种异步通信方式，收发双方需要约定好通信速率，通过两根数据线即可实现简单的时序全双工数据收发，在实际应用中，往往需要传输多个字节组成的数据包，而因为串口通信中字节之间相互独立，在接收数据时面临数据包对齐和防止出错的两大问题，为了解决这些问题，可以采用帧同步字节、描述帧长的字节以及校验字节等方法，下面将详细探讨如何在串口通信中发送多帧数据：
一、发送端实现
1、定义数据帧格式
帧头：用于标识数据帧的开始，通常使用特定的字节或字节序列，0xA5和0x5A作为帧头，因为它们的二进制位分布均匀，不易出错。
帧长：描述数据帧的长度，通常为一个字节，最大值为255，帧长字节描述了数据字节的长度。
命令字节：指定数据字节的功能，例如命令字节为1表示传输温度，为2表示传输湿度等。
数据字节：实际要传输的数据，长度可变，由帧长字节决定。
校验字节：用于检测数据帧是否完整和正确，常用的校验方式有和校验和CRC16循环冗余校验。
帧尾：标识数据帧的结束，通常使用特定的字节，0xFF作为帧尾。
2、数据帧打包
根据上述格式，将数据按指定格式打包成数据帧，对于需要发送的数据，首先添加帧头，然后是帧长字节，接着是命令字节和数据字节，最后是校验字节和帧尾。
3、发送数据帧
调用字节发送函数，逐个发送打包好的数据帧中的每个字节。
二、接收端实现
1、状态机解析
接收端采用状态机解析数据，根据不同的状态切换条件来解析数据帧。
状态包括等待接收帧头第1字节、等待接收帧头第2字节、等待接收数据长度字节、等待接收命令字节、等待接收数据字节、等待接收校验字节高8位、等待接收校验字节低8位以及等待接收帧尾字节等。
2、数据校验
接收到完整的数据帧后，进行校验，如果校验通过，则处理数据；如果校验失败，则丢弃该帧。
3、数据处理
对接收到的有效数据进行处理，例如解析命令字节和数据字节，执行相应的操作。
三、示例代码
以下是一个简单的示例代码，展示了如何在发送端打包并发送数据帧，以及在接收端解析数据帧：
// 发送端代码示例
void Send_Cmd_Data(uint8_t cmd, const uint8_t *datas, uint8_t len) {
uint8_t buf[300], i, cnt = 0;
uint16_t crc16;
buf[cnt++] = 0xA5;
buf[cnt++] = 0x5A;
buf[cnt++] = len;
buf[cnt++] = cmd;
for (i = 0; i < len; i++) {
buf[cnt++] = datas[i];
}
crc16 = CRC16_Check(buf, len + 4);
buf[cnt++] = crc16 >> 8;
buf[cnt++] = crc16 & 0xFF;
buf[cnt++] = 0xFF;
Send(buf, cnt); // 调用数据帧发送函数将打包好的数据帧发送出去
}
// 接收端代码示例（假设已实现状态机和校验函数）
void UART_IRQHandler() {
// 状态机解析逻辑...
// 校验逻辑...
// 数据处理逻辑...
}四、相关问题与解答
问题1：如何确保串口通信中的数据帧同步？
答：为确保串口通信中的数据帧同步，可以在数据帧的开头添加帧头字节或字节序列，帧头应选择不易与其他数据混淆的字节或字节序列，以减少误判的可能性，接收端需要根据帧头来识别数据帧的开始，并进行相应的状态切换。
问题2：如何处理串口通信中的数据帧粘包问题？
答：处理串口通信中的数据帧粘包问题，可以在接收端设置缓冲区，将接收到的数据先存储在缓冲区中，根据帧头、帧长等信息对缓冲区中的数据进行解析，提取出完整的数据帧进行处理，如果一次读取的数据包含多个完整的数据帧，则需要分别提取并处理这些数据帧，如果一次读取的数据不完整，则需要等待后续数据的到来，直到接收到完整的数据帧为止。
到此，以上就是小编对于“串口通信如何发送多帧数据”的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位朋友在评论区讨论，给我留言。