串口使用及测量实验2

工程文件：https://github.com/A-Y-1/HNU

和串口部分第一个实验一样用C写的，然后又和同学搞了一个C++的出来，但是还是比不过python的版本╮(╯▽╰)╭，仅供参考。(改改还是能更好的，但是我开摆了)

update4.23:我更新了串口1的代码，改到能读出全部密码了，还没完成串口1的可以看看

串口使用与测量2

一.实验目的

1.熟练使用Linux下io函数read、write和epoll等

2.熟练RS485串口的信号特点

3.熟练处理流式通信数据

4.理解485总线的冲突问题

二.实验过程

RS485信号测量

本实验需要将A板与B板通过RS485接口连接并进行通信。需要使用杜邦线连接两单片机板的RS485接口，通过计算机向B板写入发送的数据（A板序列号+学号），数据将通过串口发给B板，再经RS485接口发给A板，发送后A板将发回密码，B板将密码通过串口发送到计算机，需要在计算机上读出密码。

1.测量A板波特率

将A板RS485接口接到示波器，测量如下：

波特率大约为1/50us，故可确认波特率为19200。将B板接示波器，控制摇杆调整至波特率为19200。

2.测量序列号

将A板与B板的RS485接口通过杜邦线连接，按下A板K3，在串口调试助手可以收到A板的序列号为：0e224bed。

此处由于时间有限，直接使用串口调试助手得到A板的序列号，可用示波器得到A板的序列号，使用示波器按波形读取序列号时，需要注意停止位。

3.读密码

在linux平台下的前次实验的读取串口程序中，设置缓冲区，循环中向串口写入AA55+序列号+学号

运行程序，可以收到A板发送的密码：

密码为2fe40a4b。

4.提交

将序列号及密码提交。

RS485总线数据收发

RS485总线有两条线信号线，能够传输一个逻辑信号。计算机标准的UART串口有RX、TX收发两条线，因此能够同时进行数据的接收和发送。而RS485只有一个逻辑信号，因此同一时刻只能有一个主体进行数据发送（因此叫做半双工通信串口）。

本实验需要连接两单片机板的RS485接口，A板将先发送序列号。使用计算机连接B板串口，发送学号，然后B板将发送给A板，此后A板将通过RS485接口发送密码，B板需要接收密码，取出密码发回，然后A板将发送新的密码。重复该过程至A板不再发送新的密码。

1.测量A板序列号

先使用串口调试助手接收A板的序列号，序列号为79eb7a19

2.接收密码，分析密码格式

先使用串口调试助手发送学号，接收一次A板的密码，从而判断A板发送密码的格式。得到的密码格式为aa 55 ff 5b 11 30 95，即aa 55后开始四个字节即为密码，中间只有一个字节的填充字符。

3.编写代码

已知密码格式，接下来编写程序完成B板的学号发送，密码的处理及密码的发送工作。

编写代码使用c语言在第一次实验中的代码基础上进行修改，一个字节一个字节读取数据，然后取出密码发送数据，由于这种方式需要多次读取A板发送的串，耗时很长。最终使用的代码是同学使用C++编写的程序，该程序可以一次读到足够长度的数据。以下先对该程序进行说明：

C++语言实现

程序使用c++语言进行编写，程序的读写使用的myRead和myWrite是参考网上的实现，将串口相关读写功能封装为serial类使用。具体的读写函数通过循环，确保能够读到或写足够长度的数据。数据均使用vector保存。在主程序中，先发送学号，然后while循环读取数据，读到的数据长是确定的。读取长度根据已知密码格式应该为7个字节，由于密码串开始的位置是不确定的，对读到的数据要先找到aa 55，然后通过取余的方式将数据中的密码字节读取并插入vector，再进行发送。

运行结果：

最终得到的密码为a681a302，提交：

C语言实现

主要部分如下：

读取到aa55后开始计数，start设置为4，即count=4，第四个字节而开始向缓冲区buf写入密码字节，写够4字节后向串口写入数据。由于这种实现需要一个字节一个字节读取数据，耗时很长，最后没有使用该程序，但测试时运行三分钟左右，得到的密码提交为38号密码，表明程序可以正确运行。

三.实验总结

通过实验进一步熟悉了串口通信的方法，以及使用write，read等函数进行串口数据进行读写。了解了RS485接口的使用，通过RS485实现了两板的通信和数据传输。认识了RS485的半双工通信模式，在程序运行时，有些产生的密码是错误的，即发生了冲突得到了错误数据。对于程序的编写，能够通过c语言程序实现功能，但是效果不好，还需要进一步学习。最终的实现还是参考他人的c++代码完成，后续还需要加深理解，提高代码的性能以及编写相关代码的能力。

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