MODBUS 數據格式相關記錄

串口通信格式：

　　串口通信能夠分爲同步通信(Synchronous)和異步通信(Asynchronous)。同步通信時有一根時鐘信號，數據格式中沒有起始位和中止位；異步通信中沒有時鐘信號，數據格式中包含起始位和中止位。這次記錄內容爲使用STM32的異步通訊配置學習。

　　串口異步傳輸一幀數據須要多個位，這些位的描述爲 起始位+數據位+校驗位+中止位。起始位是固定的 1bit ，數據位、校驗位和中止位是可配置的，常見的配置類型如：數據位可配置格式爲 5bit、6bit、7bit、8bit和9bit(PC端沒法配置9bit)，STM32好像不能配置5bit和6bit；校驗位1bit，可配置爲無校驗、奇校驗、偶校驗、1校驗(Mark)和0校驗(Space)，Mark校驗和Space校驗在STM32中好像不能直接配置；中止位可配置格式爲1bit、1.5bit和2bit，STM32好像都是1bit中止位。重要的提示：日常使用中，校驗位會單獨拿出來配置和介紹，可是若是開啓了校驗功能，校驗位是填充在數據位的MSB位置。意思是若是你開起了校驗位，那麼數據位須要設置爲你所須要傳輸數據的位數加一，不然可能出問題。以幾張時序圖做爲參考(第一次畫，看着彆扭)：

　　一、傳輸無校驗位

　　　　　　　　　　　　

　　左圖中起始位佔據1bit，數據位佔據8bit(若是設爲數據位7bit，那數據位只有7個方格，同理至5bit、6bit)，中止位佔據1bit，不含校驗位，兩端表示空閒狀態，這種數據格式配置是普通使用最多見的。右圖中起始位佔據1bit，數據位佔據9bit，中止位佔據1bit，不含校驗位，兩端表示空閒狀態；通常咱們都是以字節數據傳輸，這種配置時有9bit可用，MSB這一位一般用做校驗位，並且這個校驗位能夠由用戶隨意指定；對於STM32使用者來講，雖然寄存器配置沒法直接實現Mark校驗和Space校驗，但用戶可以使用該格式手動設置MSB，充當Mark校驗或者Space校驗結果使用，由於真實的校驗結果也是放在數據位的MSB位置。

　　二、傳輸有校驗位

　　　　　　　　　　　　

　　左圖配置起始位1bit、數據位8bit、中止位1bit，開啓了校驗功能，校驗結果1bit佔據了數據位的MSB位置，如此當設置爲8bit數據位並且開啓了校驗功能時，用戶可傳輸有效數據只有7bit，MSB會被校驗結果強行佔據。右圖配置起始位1bit、數據位9bit、中止位1bit，開啓校驗功能，校驗結果1bit佔據MSB，用戶可傳輸有效數據爲8bit數據，剛好是經常使用的一個字節數據，因此當用戶打算開啓校驗功能並且要保留當前傳輸數據有效位不變，就要配置數據位加1。對於這個狀況，從STM32H7xx參考手冊裏截圖說明以下：

　　對於這一點經過程序設置串口爲8bit數據位，開啓奇校驗，使用示波器探測波形進行驗證。使用串口發送0xFF數據時，示波器顯示傳輸數據爲0x7F，由於0xFF通過校驗後會把MSB的1變成0；使用串口發送0x7F數據時，示波器顯示傳輸數據爲0x7F。

 

碼元學習：

　　百度百科裏面介紹：碼元，承載信息量的基本信號單位。在數字通訊中經常用時間間隔相同的符號來表示一個二進制數字，這樣的時間間隔內的信號稱爲(二進制）碼元。 而這個間隔被稱爲碼元長度。值得注意的是當碼元的離散狀態有大於2個時（如M大於2個） 時，此時碼元爲M進制碼元。

　　碼元傳輸速率，又稱爲碼元速率或傳碼率。其定義爲每秒鐘傳送碼元的數目，單位爲"波特"，又能夠稱爲波特率,經常使用符號"Baud"表示，簡寫爲"B"。一個碼元可能由多個位組成，因此波特率不必定等於比特率。若是一個碼元只須要表示2個級別狀態（0和1），那麼一個碼元就是一個位，此時波特率等於比特率；若是一個碼元須要表示4個級別狀態（0、一、2和3），那麼一個碼元須要兩個位表示（即一個碼元佔據兩個位，對數關係），此時波特率等於比特率的1/2。

 

 

MODBUS 超時時間：

一、兩幀之間超時時間爲3.5字符　　二、一幀數據中每一個字符超時時間爲1.5字符

MODBUS 中處理一個字符至關於串口處理一幀。

超時時間根據通訊速率計算：

　　串口傳輸數據時，一個碼元只佔據一個位，因此串口的波特率等於比特率。

　　bps = bit / s = 位 每 秒！　　

　　好比串口一幀數據經常使用的通訊格式：起始位(1位) + 數據位(8位) + 校驗位(0位) + 中止位(1位) = 10（位）

　　9600bps 的比特率下，串口發送字節數據速度爲 9600/10 = 960 字符/秒；

　　每一個字符對應時間爲 1s / 960 ，3.5字符時間爲 3.5 * 1 / 960 = 0.0036458 s = 3.6458 ms

網上資料指明，在通訊速率等於或低於 19200 bps 時，這兩個定時必須嚴格遵照；
對於比特率大於 19200 bps 的情形， 應該使用 2 個定時的固定值 ：

　　字符間超時時間(t1.5)爲 750µs ，

　　幀間的超時時間 (t3.5) 爲 1.750ms 。