c语言如何写485轮询通信

如何在C语言中实现485轮询通信

实现485轮询通信的关键步骤包括：初始化串口、配置485硬件、主从机协议设计、轮询主机、处理从机响应。 在本文中，我们将详细介绍这些步骤，并提供示例代码和注意事项。

一、初始化串口

初始化串口是实现485轮询通信的第一步。具体操作包括设置波特率、数据位、停止位和校验位等参数。以下是一个典型的初始化代码示例：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
int init_serial(const char* portname) {
    int fd = open(portname, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return -1;
    }
    struct termios tty;
    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    cfsetospeed(&tty, B9600);
    cfsetispeed(&tty, B9600);
    tty.c_cflag = (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8; // 8-bit chars
    tty.c_iflag &= ~IGNBRK; // disable break processing
    tty.c_lflag = 0; // no signaling chars, no echo,
                     // no canonical processing
    tty.c_oflag = 0; // no remapping, no delays
    tty.c_cc[VMIN]  = 0; // read doesn't block
    tty.c_cc[VTIME] = 5; // 0.5 seconds read timeout
    tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); // shut off xon/xoff ctrl
    tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); // ignore modem controls,
                                     // enable reading
    tty.c_cflag &= ~(PARENB | PARODD); // shut off parity
    tty.c_cflag |= 0;
    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;
    tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) {
        perror("tcsetattr");
        close(fd);
        return -1;
    }
    return fd;
}

上述代码配置了一个9600波特率、8数据位、无校验、1停止位的串口。

二、配置485硬件

RS485是一种半双工通信协议，因此需要配置硬件来控制数据的发送和接收。这通常通过一个GPIO引脚来实现，该引脚用于控制485芯片的发送/接收模式。假设我们使用一个名为gpio_set的函数来设置GPIO引脚：

void gpio_set(int pin, int value) {
    // 具体实现根据硬件和系统而定
}

在发送数据前设置GPIO为发送模式，在接收数据前设置GPIO为接收模式。

三、主从机协议设计

在485通信中，常用的主从机协议包括Modbus RTU等。主机轮询从机，以确保通信的有序进行。以下是一个简单的主从机协议示例：

#define MAX_DEVICES 10
#define POLL_INTERVAL 1000 // 1 second
void poll_devices(int fd) {
    for (int i = 0; i < MAX_DEVICES; i++) {
        uint8_t request[5] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x01}; // 示例请求
        request[0] = i + 1; // 设置从机地址
        gpio_set(TX_PIN, 1); // 设置为发送模式
        write(fd, request, sizeof(request));
        gpio_set(TX_PIN, 0); // 设置为接收模式
        uint8_t response[256];
        int len = read(fd, response, sizeof(response));
        if (len > 0) {
            // 处理响应数据
        }
        usleep(POLL_INTERVAL * 1000); // 等待一段时间再轮询下一个设备
    }
}

四、轮询主机

轮询主机的主要任务是依次发送请求到每个从机，并等待响应。以下是轮询主机的具体实现：

void main_loop(int fd) {
    while (1) {
        poll_devices(fd);
    }
}
int main() {
    int fd = init_serial("/dev/ttyS0");
    if (fd < 0) {
        return -1;
    }
    main_loop(fd);
    close(fd);
    return 0;
}

五、处理从机响应

处理从机响应的主要任务是解析从机返回的数据，并根据需要执行相应的操作。以下是一个简单的响应处理示例：

void process_response(uint8_t* response, int len) {
    if (len < 5) {
        printf("Invalid response lengthn");
        return;
    }
    uint8_t address = response[0];
    uint8_t function = response[1];
    uint8_t data[256];
    memcpy(data, &response[2], len - 2);
    printf("Received response from device %d: ", address);
    for (int i = 0; i < len - 2; i++) {
        printf("%02X ", data[i]);
    }
    printf("n");
}

六、异常处理

在实际应用中，通信过程中可能会出现各种异常情况，如超时、校验错误等。需要在代码中加入相应的异常处理机制，以提高系统的健壮性。

int read_with_timeout(int fd, uint8_t* buffer, int len, int timeout) {
    fd_set set;
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = timeout / 1000;
    tv.tv_usec = (timeout % 1000) * 1000;
    FD_ZERO(&set);
    FD_SET(fd, &set);
    int rv = select(fd + 1, &set, NULL, NULL, &tv);
    if (rv == -1) {
        perror("select");
        return -1;
    } else if (rv == 0) {
        printf("Timeoutn");
        return 0;
    } else {
        return read(fd, buffer, len);
    }
}
void poll_devices(int fd) {
    for (int i = 0; i < MAX_DEVICES; i++) {
        uint8_t request[5] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x01}; // 示例请求
        request[0] = i + 1; // 设置从机地址
        gpio_set(TX_PIN, 1); // 设置为发送模式
        write(fd, request, sizeof(request));
        gpio_set(TX_PIN, 0); // 设置为接收模式
        uint8_t response[256];
        int len = read_with_timeout(fd, response, sizeof(response), 500);
        if (len > 0) {
            process_response(response, len);
        }
        usleep(POLL_INTERVAL * 1000); // 等待一段时间再轮询下一个设备
    }
}

七、项目管理

在开发和维护485轮询通信项目时，使用合适的项目管理工具可以提高效率。推荐使用研发项目管理系统PingCode和通用项目管理软件Worktile。它们提供了丰富的功能，如任务管理、进度跟踪和团队协作，适用于各种项目需求。

八、总结

实现485轮询通信涉及多个步骤，包括初始化串口、配置硬件、设计主从机协议、轮询主机和处理从机响应。通过合理的代码结构和异常处理机制，可以提高系统的健壮性和可靠性。在项目管理方面，使用合适的工具如PingCode和Worktile，可以进一步提高开发和维护效率。