c语言如何写485通讯

C语言如何写485通讯

使用C语言编写485通讯程序需要了解485通讯协议、配置串口参数、编写数据收发程序、处理通讯错误。其中，配置串口参数是最关键的一步，它直接影响到通讯的稳定性和效率。我们需要根据实际需求配置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，并确保这些参数在通讯的双方是一致的。

一、了解485通讯协议

485通讯是一种常用的串行通讯协议，它具有较强的抗干扰能力和长距离传输能力。485通讯采用差分信号传输，即通过两根信号线（A和B）传输数据。数据传输方向可以通过控制信号进行切换，使得485通讯可以实现半双工通讯。485通讯的主要特点包括：

1. 差分信号传输：使用A、B两根信号线传输数据，通过对两根信号线的电压差判断数据的高低。
2. 抗干扰能力强：由于采用差分信号传输，能够有效抵抗外界电磁干扰。
3. 长距离传输：485通讯支持较长距离的传输，最长可以达到1200米。
4. 多点通讯：485通讯支持多点通讯，即一条总线上可以挂接多个设备。

在实际应用中，常常需要根据实际需求选择合适的波特率、数据位、停止位和校验位等参数，并确保通讯双方使用相同的参数设置。

二、配置串口参数

在C语言中，可以通过系统提供的串口编程接口（如POSIX标准中的termios接口）来配置串口参数。以下是配置串口参数的主要步骤：

1. 打开串口设备：通过open函数打开串口设备文件，如/dev/ttyS0。
2. 获取串口配置：通过tcgetattr函数获取当前串口配置。
3. 设置波特率：通过cfsetispeed和cfsetospeed函数设置输入和输出波特率。
4. 配置数据格式：通过termios结构体中的c_cflag成员设置数据位、停止位和校验位等参数。
5. 应用配置：通过tcsetattr函数应用新的配置。

以下是一个示例代码，用于配置串口参数：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <string.h>
int configure_serial_port(const char *device, int baud_rate) {
    int fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("open serial port");
        return -1;
    }
    struct termios options;
    if (tcgetattr(fd, &options) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    cfsetispeed(&options, baud_rate);
    cfsetospeed(&options, baud_rate);
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;    // 8 data bits
    options.c_cflag &= ~PARENB; // No parity
    options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1 stop bit
    options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
    options.c_oflag &= ~OPOST;
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) {
        perror("tcsetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    return fd;
}
int main() {
    int fd = configure_serial_port("/dev/ttyS0", B9600);
    if (fd == -1) {
        return EXIT_FAILURE;
    }
    // Further processing...
    close(fd);
    return EXIT_SUCCESS;
}

三、编写数据收发程序

在配置好串口参数后，可以通过read和write函数进行数据的接收和发送。对于485通讯，需要额外控制数据传输方向。在实际应用中，可以使用GPIO引脚控制485芯片的方向控制引脚（如DE、RE引脚）。

以下是一个示例代码，用于实现数据的接收和发送：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 256
int configure_serial_port(const char *device, int baud_rate) {
    int fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("open serial port");
        return -1;
    }
    struct termios options;
    if (tcgetattr(fd, &options) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    cfsetispeed(&options, baud_rate);
    cfsetospeed(&options, baud_rate);
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;    // 8 data bits
    options.c_cflag &= ~PARENB; // No parity
    options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1 stop bit
    options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
    options.c_oflag &= ~OPOST;
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) {
        perror("tcsetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    return fd;
}
ssize_t send_data(int fd, const void *data, size_t size) {
    // Set the direction to transmit
    // gpio_set_direction(GPIO_TX);
    ssize_t written = write(fd, data, size);
    if (written == -1) {
        perror("write");
    }
    // Set the direction to receive
    // gpio_set_direction(GPIO_RX);
    return written;
}
ssize_t receive_data(int fd, void *buffer, size_t size) {
    ssize_t read_bytes = read(fd, buffer, size);
    if (read_bytes == -1) {
        perror("read");
    }
    return read_bytes;
}
int main() {
    int fd = configure_serial_port("/dev/ttyS0", B9600);
    if (fd == -1) {
        return EXIT_FAILURE;
    }
    const char *message = "Hello, RS485!";
    if (send_data(fd, message, strlen(message)) == -1) {
        close(fd);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    ssize_t received = receive_data(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (received > 0) {
        buffer[received] = '';
        printf("Received: %sn", buffer);
    }
    close(fd);
    return EXIT_SUCCESS;
}

四、处理通讯错误

在实际应用中，通讯错误是不可避免的。我们需要在程序中处理各种可能的错误，以提高通讯的稳定性和可靠性。常见的通讯错误包括：

1. 帧错误：由于噪声或其他干扰导致数据帧接收不完整或错误。
2. 超时错误：在规定时间内没有接收到预期的数据。
3. 校验错误：接收到的数据校验结果不符合预期。

可以通过检查read和write函数的返回值，以及使用select函数设置超时时间来处理这些错误。以下是一个示例代码，用于处理通讯错误：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/select.h>
#define BUFFER_SIZE 256
#define TIMEOUT_SEC 5
int configure_serial_port(const char *device, int baud_rate) {
    int fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("open serial port");
        return -1;
    }
    struct termios options;
    if (tcgetattr(fd, &options) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    cfsetispeed(&options, baud_rate);
    cfsetospeed(&options, baud_rate);
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;    // 8 data bits
    options.c_cflag &= ~PARENB; // No parity
    options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1 stop bit
    options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
    options.c_oflag &= ~OPOST;
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) {
        perror("tcsetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    return fd;
}
ssize_t send_data(int fd, const void *data, size_t size) {
    // Set the direction to transmit
    // gpio_set_direction(GPIO_TX);
    ssize_t written = write(fd, data, size);
    if (written == -1) {
        perror("write");
    }
    // Set the direction to receive
    // gpio_set_direction(GPIO_RX);
    return written;
}
ssize_t receive_data(int fd, void *buffer, size_t size) {
    fd_set read_fds;
    struct timeval timeout;
    FD_ZERO(&read_fds);
    FD_SET(fd, &read_fds);
    timeout.tv_sec = TIMEOUT_SEC;
    timeout.tv_usec = 0;
    int ret = select(fd + 1, &read_fds, NULL, NULL, &timeout);
    if (ret == -1) {
        perror("select");
        return -1;
    } else if (ret == 0) {
        fprintf(stderr, "receive timeoutn");
        return -1;
    }
    ssize_t read_bytes = read(fd, buffer, size);
    if (read_bytes == -1) {
        perror("read");
    }
    return read_bytes;
}
int main() {
    int fd = configure_serial_port("/dev/ttyS0", B9600);
    if (fd == -1) {
        return EXIT_FAILURE;
    }
    const char *message = "Hello, RS485!";
    if (send_data(fd, message, strlen(message)) == -1) {
        close(fd);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    ssize_t received = receive_data(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (received > 0) {
        buffer[received] = '';
        printf("Received: %sn", buffer);
    }
    close(fd);
    return EXIT_SUCCESS;
}

通过上述步骤和示例代码，可以使用C语言实现485通讯的基本功能。在实际应用中，可以根据具体需求对代码进行优化和扩展，以满足不同的通讯需求。需要注意的是，485通讯的稳定性和可靠性依赖于多方面的因素，包括硬件设计、线路布线、软件实现等，因此在实际应用中需要综合考虑这些因素。

相关问答FAQs：

1. 什么是485通讯？
485通讯是一种常用的串行通信协议，用于在多个设备之间进行数据传输。它具有高可靠性和抗干扰能力，常被用于工业自动化控制系统。

2. C语言如何实现485通讯？
要在C语言中实现485通讯，您可以使用串口编程库，如POSIX或Windows API。您需要打开串口连接，设置通信参数（如波特率、数据位、停止位等），然后使用读写函数进行数据的发送和接收。

3. 如何在C语言中发送数据通过485通讯？
在C语言中发送数据通过485通讯，您可以使用串口的写函数。首先，您需要打开串口连接并设置好通信参数。然后，使用写函数将数据写入串口缓冲区，并等待数据发送完成。

4. 如何在C语言中接收485通讯的数据？
要在C语言中接收485通讯的数据，您可以使用串口的读函数。首先，打开串口连接并设置好通信参数。然后，使用读函数从串口缓冲区中读取数据，并进行相应的处理。

5. 如何处理C语言中的485通讯错误？
在C语言中处理485通讯错误，您可以通过检查返回值来确定通讯操作是否成功。例如，如果写函数返回-1，则表示写入数据失败。您可以根据需要采取适当的错误处理措施，如重试操作或记录错误信息。