串口读卡通信协议.docx
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串口读卡通信协议
串口读卡设备通信协议
第一部分：
物理层RS232/RS485或RS422总线
第二部分：
数据链路层通信协议
1.UART设置：
波特率
波特率
波特率号
2400
0x00
4800
0x01
9600
0x02
14400
0x03
19200
出厂默认0x04
28800
0x05
38400
0x06
57600
0x07
115200
0x08
8位数据位无校验1位停止位
2.数据帧
在一条RS232电缆线或RS485或RS422总线上数据总是以一帧为单位进行通信的一帧的数据格式如下:
帧起始符
STX
链路层信息
Info
帧结束符
ETX
1byte
Nbytes
1byte
下表对一帧数据的每个字段进行详细的解释
字段
长度
说明
STX
1
0x82“StartofText标准的控制字符,是一个帧的起
始标志
Info
N字节
链路层数据信息，所有字节的最高位必须为0,从网络层
接收的数据必须要通过数据扩展才能转换为链路层数据信息.
ETX
1
0x83“EndofText”标准的控制字符是一个帧的结
束标志
数据链路层接收规则：
1.无论何时，如果接收一方接收到一个STX,则表示一帧的
开始,继续接收地址；
2.若接收到的地址字段与本机地址相符，则继续接收数据信息，直到收到一个ETX；否则丢弃后面的数据，直到再次收到一个STX
3.链路层数据信息的每个字节的最高位必须为0，这是为了
与STX和ETX区分开来。
而高层数据信息的每个字节的取值可为0x00〜Oxff,这是因为在由高层数据转换为链路层数据信时，进行了扩展整形处理。
处理原则为：
高层数据每7字节为一组，在每组前面插入一个字节，该字节的最高位bit7为0,后面7位bit0〜bit6依次为后面7个字节的最高位。
这样就可把该组每个字节的最高位bit7置为0
如下图示：
（网络层数据每7字节一组）
Bytel
Byte12
Byte3
Byte4
Byte5
Byte6
Byte7
b17~b10
b27~b20
b37~b30
b47~b40
b57~b50
b67~b60:
b77~b70
链路层数据8字节
填充字节
Byte1
Byte2
Byte3
Byte4
Byte5
Byte6
Byte7
0b77~b17
0b16~b10
0b26~b20
0b36~b30
0b46~b40
P0b56~b50
「0b66~b60
0b76~b70
若最后一组数据不足7字节填充字节的相应位无效
4.本层协议只管把数据接收下来，并不验证数据是否正确，验证
数据必须通过上层协议来做；
5.接收相邻两字符的间隔时间不得超过5ms,收到STX后立即启
动超时定时器，若超时则本帧数据无效，重新接收下一个STX
通信过程：
在一个RS485或RS422总线上，从机读卡模块可以有多个，而主机控制器只能有一个，只有主机才能主动发送命令或控制数据给从机，从机只能对主机的命令做出动作和响应。
1.主机：
发送完命令数据后，等待从机响应，若在100ms内从机
未响应则重发命令。
再次等待从机响应，若连续发三次从机均未响应，则停止重发且向调用程序报告错误。
2.从机：
从机只对与自身地址相符的命令帧做出响应，响应时必
须将地址设置为0,如果接收到一个错误的数据或地址不符，则不做出任何响应。
3.当主机以广播方式下发指令时，所有的从机都必须接收这帧数
据，但只有以下两种情况下才允许对广播命令进行应答：
A.某些特殊命令中，数据中包含有与本设备相符的设备序列号
B.搜索命令，允许每个从机在某个时间片内分别作出应答
第三部分：
网络层通信协议
网络层可以保证数据的可靠性和完整性，该层有3个字段，格式女口
下：
接收者地址
RAddr
发送者地址
SAddr
应用层信息
Info
校验和
BCC
Ibyte
Ibyte
Nbytes
Ibyte
网络层字段说明表:
字段
长度
说明
RAddr
1
数据接收者地址，这在多机通信时是必需的参数。
只有当从机地址和该地址值相等时才处理所接收的数据。
Oxff:
广播地址，所有从机都必须接受这个地址
SAddr
1
数据发送者地址
Info
N
:
应用层数据信息
BCC
1
从RAddr开始至应用层信息Info的最后一字节相异或后取反
第四部分：
应用层通信协议
应用层数据格式如下:
包号/命令类型
SEQ/CmdType
命令/状态
Cmd/Status
信息长度
Length
信息
Info
1byte
1byte
1byte
Nbytes
网络层字段说明表
字段
长度
说明
SEQ/
CmdType
1
Bit7-4:
该包序号从0到15循环，可以用来作为通信间的错误检查。
从机接收到主机发来的信息，在应答信息中发出一个同样的SEQ信息，主机可以通过此信息检查是否发生的包丢失的错误。
第一个包的SEQ可为任意值
Bit3-0:
命令类型
0x00协议控制类命令如设置地址读产品序号等0x01设备控制类命令如读写IO控制蜂鸣器读写寄存器等其他值保留
从机返回相同的CmdType
Cmd/Status
1
主机一>从机:
命令从机一>主机:
状态
Length
1
该帧所带数据信息长度
Info
Length
数据信息
第三节公共信道信令系统（CCS）随路信号系统缺点：
信号传送速度慢，信号容量小.程控数字交换机采用NO.7公共信道信令系统。
CCS采用与话路完全分开的数据链路，专门传送信号。
能满足呼叫控制、遥控、管理和维护。
1．优点：
1）信号容量大，适应各种新业务的要求
2）传送速度快，使交换机建立呼叫的接续时间
大为缩短。
3）在通话期间仍可传送信号
4）信令系统不受话路系统的约束，为增加或改变信号种类带来很大的灵活性。
2.CCS要求
1）数据传输的可靠性:
必须具有差错检测和差错纠正的功能
2）必须设置备份的公共信道信令装置（冗余），差错率>10-8时自动切换到备用装置上来。
3）具有单独测试话路的能力
二．NO.7信令系统结构及功能
用户部分：
包括电话用户部分、数据用户部分、运转和维护部分、遥控用户部分、集中计费部分
消息传递部分：
公共传递功能、信号链路
三．7号信号单元格式根据信号单元中的长度指示码，可将信号单元分成三类：
1）由“用户部分”产生的长度可变的消息信号单元（MSU）。
用它来运载用户的信息，使信息从起源点经过信令链路传递到目的地点。
2）由第二级（信令链路功能级）根据链路状况提供的链路状态信号单元（LSSU）。
用它来运载信令链路状态的信息。
3）填充信号单元（FISU）。
当没有消息信号单元或链路转台信号单元在链路中传送时，将传递填充信号单元。
F
CK
SIF
SIO
L1
FIB
FSN
BIB
BSN
F
8168n,n》282617178
（a）消息信号单元（MSU）的基本格式
F
CK
SF
L1
FIB
FSN
BIB
BSN
F
8168或62617178
（b）链路状况信号单元（LSSU）的格式
F
CK
L1
FIB
FSN
|BIB
BSN
F|
8
16
2
6
1
7
1
7
8
（c）插入信号单元（FISU）的格式
（1）标记（FLAG）
（2）校验码
（3）信号信息字段（SIF）
（4）业务信息字段（SIO）
5）长度指示码（L1）
a.L1=0为填充信号单元
b.L1=1或2表示链路状态信号单元
c.L1>2当长度指示码大于2时，为消息信号单元
6）序列编号及指示比特
a.前向序号码（FSN）
b.后向序号码（BSN）
c.前向指示比特（FIB）
d.后向指示比特（BIB）
UART.c
#defineUART_GLOBALS
#include"main.h"
#include"UART.h"
#include"delay.h"
voidUART_Init（）
{
PCON=0x80;//SMOD=1;
SCON=0x50;//Mode1,8-bitUART,enablereceiption
TMOD=0x21;//Timer1,mode2,8-bitautoreload,
MyAddr=0;
BaudNum=7;
TH1=BaudRateTable[BaudNum];//如TH1=0xfdBaud=9600
TL1=BaudRateTable[BaudNum];//TL1=0xfd
接收状态标志，开始时清0
TR1=1;
RcvStatus=0;//
SerDTValid=FALSE;
SerTmOut=0;
SendFlag=FALSE;
SendStatus=SENDIDLE;//
#defineSENDIDLE4
RS485_TXen=0;
//
禁止发送
REN=1;
//
允许接收
ES=1;
//
允许串口中断
}
voidUART_Isr（）interrupt4using1
{
INT8Utemp;
staticINT8USerLen,ExtData;//ExtData为扩展字节
staticINT8ULenSend;//已发送的有效数据长度
if（RI）//RI接收中断标记
{
temp=SBUF;
if（temp==STX）//是一帧的起始？
{//在任何时候收到STX,即可视为一帧的开始
RcvStatus=1;//接收状态标志置1
SerLen=0;
RcvDTLen=0;//RcvDTLen接收有效数据长度SerTmOut=2;//启动超时定时器
}
elseif（temp==ETX）//是一帧的结束标志？
{
if（RcvStatus==1）//若接收状态标志置=1
{
if（SerTmOut）
{//在未超时的情况下，接收数据后又收到一个ETX,则
本帧数据有效
SerDTValid=TRUE;
}
RcvStatus=0;//接收状态标志清0,表示本帧结束
}}1
elseif（RcvStatus==1）//是一帧的中间部分
{
if（（SerTmOut==0）||（temp&0x80））
RcvStatus=0;//超时或数据中的bit7为1,则本
帧数据作废
else
{
SerTmOut=2;
//置未超时标记
if（（SerLen&0x07）==0）//节为扩展字节
七个字节为一组，第8字
{//扩展字节
ExtData=temp;
}
else
{
if（ExtData&0x01）//该扩展字节位为1
{
temp|=0x80;//则相应的该位字节最高位置1}
SerBfr[RcvDTLen++]=temp;//保存该字节
ExtData>>=1;//扩展字节位右移，处理下一位
}
SerLen++;//长度加一
}
}
以上是采用中断方式接收一帧数据，包括帧头、帧尾及中间部分数据，接下来对已接收的数据进行处理
if（SerDTValid）
{
//接收数据处理
SerDTValid=FALSE;//表示接收数据已处理if（RcvDTLen==（SerBfr[LENGTH]+6））//P8读序列号{//网络层数据共10字节temp=0;
for（SerLen=0;SerLentempA=SerBfr[SerLen];II八异或
if（temp==0xff）//0xff广播地址
{
if（SerBfr[RADDR]==MyAddr）
{
SerDTValid=TRUE;
}
}
}
}
RI=0;
}
else
{
if（SendStatus==SENDSTX）
{
SBUF=STX;
SendStatus=SENDDATA;//下次中断发送数据
SerLen=0;
LenSend=0;
}
elseif（SendStatus==SENDDATA）
{
if（（SerLen&0x07）==0）
{
ExtData=0;
temp=LentoSend>=7?
7:
LentoSend;//计算扩展数据位长度，若LentoSend>=7则temp=7，否则temp=LentoSenddo
{
ExtData<<=1;
if（SerBfr[LenSend+（temp-1）]&0x80）
ExtData|=0x01;
temp--;
}while（temp）;
SBUF=ExtData;//发送扩展数据
}else
{
SBUF=SerBfr[LenSend]&0x7f;
LenSend++;
LentoSend--;if（LentoSend==0）
{//有效数据已发送完毕
SendStatus=SENDETX;//下次中断发送ETX}
}
SerLen++;
}
elseif（SendStatus==SENDETX）
{
SBUF=ETX;//发送ETX
SendStatus=SENDSTOP;//下次中断结束本次发送
}
elseif（SendStatus==SENDSTOP）
{
RS485_TXen=FALSE;
SendFlag=FALSE;
SendStatus=SENDIDLE;//发送器空闲
}TI=0;
INT8USer_Send（INT8USlvAddr）
{
INT8Ui;
if（SendStatus==SENDIDLE）
{
SerBfr[RADDR]=SlvAddr;//从机地址
SerBfr[SADDR]=MyAddr;
LentoSend=SerBfr[LENGTH]+5;//P8主机命令
SerBfr[LentoSend]=0;
for（i=0;i{
SerBfr[LentoSend]A=SerBfr[i];//八异或
}
SerBfr[LentoSend]=~SerBfr[LentoSend];//~取反
LentoSend++;
RS485_TXen=1;
SendStatus=SENDSTX;TI=1;
returnTRUE;
}
else
returnFALSE;
}
//TheendsbitRS485_TXen=P1A2;
UART_EXTINT8UMyAddr;
UART_EXTINT8UBaudNum;
#defineMAXSERSIZE32
UART_EXTINT8USerBfr[MAXSERSIZE];
UART_EXTINT8URcvDTLen;//接收有效数据长度
UART_EXTbitRcvStatus;//接收状态标志
#defineRCVSTX0
#defineRCVDATA
UART_EXTbitSerDTValid;//串行数据有效标志
UART_EXTbitFindFlag;//搜索标志
UART_EXTbitSendFlag;//串行发送标志,表示有数据要从串口发送
UART_EXTINT8ULentoSend;//将要发送的有效数据长度
UART_EXTINT8USendStatus;//发送状态，表示下次发送中断将要进行的动作
#defineSENDSTX0
#defineSENDDATA1
#defineSENDETX2
#defineSENDSTOP3
#defineSENDIDLE4
UART_EXTINT8USerTmOut;//串行超时计数器
#defineSTX0x82
#defineETX0x83
#defineSADDR#defineCMDTYPE2
#defineCOMMAND3
#defineSTATUS3
#defineLENGTH4
#defineDATA5
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