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更加形象的理解通信的軟、硬件層協(xié)議

STM32嵌入式開發(fā) ? 來源:CSDN ? 2023-06-18 17:19 ? 次閱讀

眾所周知通信協(xié)議就是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議規(guī)范,從軟硬件層面可以分為硬件層通信協(xié)議和軟件層通信協(xié)議。

為了更加形象的理解軟硬件層面的通信協(xié)議,我們將通信比作交通,通信的硬件層協(xié)議比作各國的公路標準,各國的公路標準類似于不同的硬件層協(xié)議標準;通信的軟件層協(xié)議比作各國的交通規(guī)則,各國的交通規(guī)則類似于不同的軟件層協(xié)議標準。

下圖1生動的對上述描述進行了解釋。

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1 通訊硬件層協(xié)議(解決邏輯傳輸?shù)姆绞剑?/strong>

利用設備1向設備2傳輸0xA3(1010 0011)這樣一組數(shù)據(jù),從硬件層面將1010 0011這組數(shù)據(jù)定義為1為高電平,0為低電平,我們就可以通過改變傳輸線電平的高低實現(xiàn)這組數(shù)據(jù)的順利傳輸。

為了對這種硬件層面的數(shù)據(jù)傳輸形式進行規(guī)范定義便有了硬件通信接口協(xié)議,入RS-232、RS-485CAN總線等。

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下節(jié)講解的MODBUS通信協(xié)議是基于RS-485信號傳輸方式,以MCU作為信號發(fā)送設備,MCU的GPIO引腳輸出的是TTL電平(設邏輯0:0V;邏輯1:5V),RS-485硬件協(xié)議則是將其TTL電平轉換成差分信號,通過通訊轉換器將一個GPIO引腳的TTL電平轉變成兩根根線上的信號A/B,也稱之為差分信號。

當TTL電平為0時,使得VB>VA,當TTL電平為1時,使得VB

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RS-485通信為半雙工通信,意思是MCU1和MCU2可以互相發(fā)送和接受數(shù)據(jù),但有一點應注意,由于RS-485只有一對差分信號線A/B故對于MCU1來說發(fā)送和接受數(shù)據(jù)不能同時進行。故在MCU1要順利實現(xiàn)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)則需要在軟件層面上指定通信協(xié)議。

2 通訊軟件層協(xié)議(解決邏輯傳輸?shù)哪康模?/strong>

2.1主從通信模式

(1) 為實現(xiàn)半雙工通信需要引入主從通信模式這個概念,即指定通信雙方一方為主機,其余為從機;

(2) 規(guī)定系統(tǒng)中所有從機不可主動把數(shù)據(jù)發(fā)送到主機;

(3) 系統(tǒng)中主機和所有從機上電后都處于接收狀態(tài);

(4) 任何一次的數(shù)據(jù)交換都由主機發(fā)起。

對于主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)控制從機或主機查詢從機返回的數(shù)據(jù)都應由主機發(fā)起。

當主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)控制從機時,主機應當處于發(fā)送狀態(tài);當主機查詢從機返回的數(shù)據(jù),首先應按照預先約定的格式發(fā)送一組尋址數(shù)據(jù)幀。

總結來說主機找從機第一個目的是向從機發(fā)送數(shù)據(jù),第二個目的是主機找到從及后將從機的數(shù)據(jù)發(fā)送到主機。

即在硬件通信層確保數(shù)據(jù)能夠傳輸和接收的前提下,再利用軟件層來約束傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式和傳輸規(guī)則。

最簡單的一種主機控制從機可以見圖4,但這種隨意的約定格式通用適配性差,因此需要一款統(tǒng)用的軟件層通信協(xié)議來對所需功能進行規(guī)定。

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來源:https://blog.csdn.net/Roger_717/article/details/105781467





審核編輯:劉清

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原文標題:快速理解通信的軟、硬件層協(xié)議

文章出處:【微信號:c-stm32,微信公眾號:STM32嵌入式開發(fā)】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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