RS485通信（串口通信）超时模式与固定字节接收模式（不定长数据包、长度固定数据包）

文章目录

- RS485通信及其工作模式
- - [1. RS485通信概述](#1. RS485通信概述)
  - [2. 串口通信基本原理](#2. 串口通信基本原理)
  - [3. RS485通信的两种工作模式](#3. RS485通信的两种工作模式)
  - - [3.1 超时模式](#3.1 超时模式)
    - - 示例代码：超时模式设置
    - [3.2 固定字节接收模式](#3.2 固定字节接收模式)
    - - 示例代码：固定字节接收模式
  - [4. RS485通信模式的选择依据](#4. RS485通信模式的选择依据)
  - [5. RS485通信在实际应用中的注意事项](#5. RS485通信在实际应用中的注意事项)
  - - [- 总线终端匹配：确保RS485总线两端都有120欧姆的终端电阻，以减少信号反射。](#- 总线终端匹配：确保RS485总线两端都有120欧姆的终端电阻，以减少信号反射。)
    - [- 通信距离与速率的权衡：高速率下通信距离会减少，需根据实际需求调整。](#- 通信距离与速率的权衡：高速率下通信距离会减少，需根据实际需求调整。)
    - [- 抗干扰措施：在电气噪声较大的环境中，可以采用屏蔽电缆和接地措施减少干扰。](#- 抗干扰措施：在电气噪声较大的环境中，可以采用屏蔽电缆和接地措施减少干扰。)
  - [6. 结论](#6. 结论)

RS485通信及其工作模式

1. RS485通信概述

RS485是一种常用的串行通信协议，广泛应用于工业控制系统中。它支持多点通信，可以在一个通信线路上连接多达32个设备。RS485的物理层使用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力和较远的通信距离，最长可达1200米。

2. 串口通信基本原理

串口通信是一种点对点的通信方式，数据以串行方式传输，常见的标准有RS232、RS485等。RS485与RS232相比，最大的特点是支持多点网络结构，使得多个设备能在同一条总线上进行数据交换。

3. RS485通信的两种工作模式

3.1 超时模式

超时模式是一种基于时间的数据接收方式，适用于处理不定长的数据包或者在不清楚具体数据长度时的通信场景。该模式通过设定一个时间阈值来决定数据包的结束，一旦在指定时间内没有接收到新的数据，则认为当前数据包接收完成。

示例代码：超时模式设置

c 复制代码

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial rs485(10, 11); // RX, TX

void setup() {
  rs485.begin(9600);         // 设置波特率
  rs485.setTimeout(1000);    // 设置超时为1000毫秒
}

void loop() {
  if (rs485.available()) {
    String data = rs485.readString(); // 读取数据直到超时
    Serial.print("Received data: ");
    Serial.println(data);
  }
}

注意：

SoftwareSerial rs485(10, 11); // RX, TX 这行代码是在使用Arduino编程时用于初始化软件串口的声明。这里涉及到的是SoftwareSerial库，该库允许Arduino通过普通的数字输入输出针脚来模拟串行通信功能，这对于没有足够硬件串行端口的Arduino板非常有用。

(10, 11)：这是传递给SoftwareSerial构造函数的参数，其中10代表RX（接收针脚），11代表TX（发送针脚）。这意味着你选择了Arduino板上的第10号和第11号数字针脚来分别作为接收和发送数据的通道。

3.2 固定字节接收模式

固定字节接收模式适用于数据包长度固定的情况，通过预设的字节数来确定一次完整的数据接收。此模式在实时性要求高且数据结构固定的应用场景中较为常见。

示例代码：固定字节接收模式

c 复制代码

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial rs485(10, 11); // RX, TX

void setup() {
  rs485.begin(9600);         // 设置波特率
}

void loop() {
  if (rs485.available() >= 10) { // 假设固定接收10个字节
    byte data[10];
    rs485.readBytes(data, 10); // 读取固定字节数
    Serial.print("Received data: ");
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      Serial.print(data[i], HEX);
      Serial.print(" ");
    }
    Serial.println();
  }
}

4. RS485通信模式的选择依据

选择超时模式或固定字节接收模式主要依据通信协议的设计和实际应用需求。超时模式适用于数据长度不一或者终端发送间隔不固定的情况。固定字节模式适合于数据长度固定且需要快速处理的场景。

5. RS485通信在实际应用中的注意事项

- 总线终端匹配：确保RS485总线两端都有120欧姆的终端电阻，以减少信号反射。

- 通信距离与速率的权衡：高速率下通信距离会减少，需根据实际需求调整。

- 抗干扰措施：在电气噪声较大的环境中，可以采用屏蔽电缆和接地措施减少干扰。

6. 结论

RS485通信协议因其高可靠性和灵活性而被广泛应用于工业自动化、楼宇自动控制等多种场合。理解并正确选择其工作模式对于优化系统设计和提高通信效率具有重要意义。