嵌入式总线通信协议库

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嵌入式总线通信协议库

项目概述

这是一个用于嵌入式系统的总线通信协议库，提供了多种常用通信协议的实现，包括UART、SPI、I2C、I3C、CAN、Modbus、SMBus、RS232和RS485。该项目采用模块化设计，每个协议独立为一个模块，便于集成和使用（HAL部分由用户根据自己的硬件进行适配）。 持续更新中...

目录结构

base_buss/
├── 3rd_party/              # 第三方库
│   └── securelib/          # 安全库
├── src/                    # 源代码目录
│   ├── uart/               # UART模块
│   ├── spi/                # SPI模块
│   ├── i2c/                # I2C模块
│   ├── i3c/                # I3C模块
│   ├── can/                # CAN模块
│   ├── modbus/             # Modbus模块
│   ├── smbus/              # SMBus模块
│   ├── rs232/              # RS232模块
│   ├── rs485/              # RS485模块
│   ├── main.c              # 测试主函数
│   └── CMakeLists.txt      # 源码根目录CMake配置
├── CMakeLists.txt          # 项目根CMake配置
└── README.md               # 项目说明文档

模块介绍

UART (通用异步收发传输器)

UART是一种异步串行通信协议，常用于微控制器与其它设备之间的短距离通信。

主要功能：

  • 初始化UART外设
  • 发送数据
  • 接收数据
  • 设置波特率
  • 启用/禁用中断

API接口：

  • UartInit() - 初始化UART
  • UartSendData() - 发送数据
  • UartReceiveData() - 接收数据
  • UartSetBaudRate() - 设置波特率
  • UartEnableInterrupts() - 启用中断
  • UartDisableInterrupts() - 禁用中断

SPI (串行外设接口)

SPI是一种同步串行通信协议，支持全双工通信，常用于微控制器与传感器、存储器等外设的通信。

主要功能：

  • 初始化SPI外设
  • 全双工数据传输
  • 单向发送数据
  • 单向接收数据
  • 设置时钟速度
  • 设置主从模式

API接口：

  • SpiInit() - 初始化SPI
  • SpiTransfer() - 全双工传输
  • SpiSendData() - 发送数据
  • SpiReceiveData() - 接收数据
  • SpiSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • SpiSetMode() - 设置主从模式

I2C (Inter-Integrated Circuit)

I2C是一种多主机、多从机的串行通信协议，只需要两根线(SDA和SCL)即可实现设备间通信。

主要功能：

  • 初始化I2C外设
  • 向设备写入数据
  • 从设备读取数据
  • 设置时钟速度
  • 检查设备是否存在

API接口：

  • I2cInit() - 初始化I2C
  • I2cWriteData() - 写入数据
  • I2cReadData() - 读取数据
  • I2cSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • I2cCheckDevice() - 检查设备

I3C (Improved Inter-Integrated Circuit)

I3C是I2C的改进版本，提供了更高的数据传输速率和更丰富的功能。

主要功能：

  • 初始化I3C外设
  • 向设备发送数据
  • 从设备读取数据
  • 设置时钟速度
  • 检查设备是否存在

API接口：

  • I3cInit() - 初始化I3C
  • I3cSendData() - 发送数据
  • I3cReadData() - 读取数据
  • I3cSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • I3cCheckDevice() - 检查设备

CAN (Controller Area Network)

CAN是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的串行通信协议，具有高可靠性和抗干扰能力。

主要功能：

  • 初始化CAN外设
  • 发送CAN消息
  • 接收CAN消息
  • 设置波特率
  • 启用/禁用中断

API接口：

  • CanInit() - 初始化CAN
  • CanSendData() - 发送数据
  • CanReceiveData() - 接收数据
  • CanSetBaudRate() - 设置波特率
  • CanEnableInterrupts() - 启用中断
  • CanDisableInterrupts() - 禁用中断

Modbus

Modbus是一种串行通信协议，广泛应用于工业电子设备之间。

主要功能：

  • 初始化Modbus通信
  • 发送请求并接收响应
  • 读取线圈状态
  • 读取离散输入
  • 读取保持寄存器
  • 读取输入寄存器
  • 写入单个线圈
  • 写入单个寄存器

API接口：

  • ModbusInit() - 初始化Modbus
  • ModbusSendReceive() - 发送请求并接收响应
  • ModbusReadCoils() - 读取线圈
  • ModbusReadDiscreteInputs() - 读取离散输入
  • ModbusReadHoldingRegisters() - 读取保持寄存器
  • ModbusReadInputRegisters() - 读取输入寄存器
  • ModbusWriteSingleCoil() - 写入单个线圈
  • ModbusWriteSingleRegister() - 写入单个寄存器

SMBus (System Management Bus)

SMBus是基于I2C的两线制总线，主要用于系统管理和通信。

主要功能：

  • 初始化SMBus外设
  • 向设备发送数据
  • 从设备读取数据
  • 读写字节数据
  • 设置时钟速度
  • 检查设备是否存在

API接口：

  • SmBusInit() - 初始化SMBus
  • SmBusSendData() - 发送数据
  • SmBusReadData() - 读取数据
  • SmBusReadByte() - 读取字节
  • SmBusWriteByte() - 写入字节
  • SmBusSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • SmBusCheckDevice() - 检查设备

RS232

RS232是一种标准的串行通信协议，广泛用于计算机与外设之间的通信。

主要功能：

  • 初始化RS232外设
  • 发送数据
  • 接收数据
  • 设置波特率
  • 启用/禁用中断

API接口：

  • Rs232Init() - 初始化RS232
  • Rs232SendData() - 发送数据
  • Rs232ReceiveData() - 接收数据
  • Rs232SetBaudRate() - 设置波特率
  • Rs232EnableInterrupts() - 启用中断
  • Rs232DisableInterrupts() - 禁用中断

RS485

RS485是一种差分串行通信协议，支持多点通信，传输距离远，抗干扰能力强。

主要功能：

  • 初始化RS485外设
  • 发送数据
  • 接收数据
  • 设置波特率
  • 启用发送/接收模式

API接口：

  • Rs485Init() - 初始化RS485
  • Rs485SendData() - 发送数据
  • Rs485ReceiveData() - 接收数据
  • Rs485SetBaudRate() - 设置波特率
  • Rs485EnableTransmit() - 启用发送模式
  • Rs485EnableReceive() - 启用接收模式

硬件抽象层(HAL)

每个模块都采用了硬件抽象层设计，将硬件相关操作与协议逻辑分离。硬件相关函数位于xxx_hal.c和xxx_hal.h文件中，便于移植到不同的硬件平台。

编译构建

项目使用CMake构建系统，支持跨平台编译。

构建步骤

mkdir build
cd build
cmake ..
make

构建配置

  • 支持Debug和Release两种构建模式
  • 默认使用C99标准
  • Debug模式启用调试信息和额外警告
  • Release模式启用优化

使用示例

每个模块都提供了测试函数，可在main.c中找到使用示例。

编码规范

  • 采用大驼峰命名法命名函数
  • 局部变量和参数采用小驼峰命名法
  • 所有控制语句都使用花括号包裹
  • 严格校验函数返回值
  • 使用第三方安全库函数
  • 每个函数都有完整注释
  • 每个函数非空非注释行数不超过50行

仓库

[GitHub](# 嵌入式总线通信协议库

项目概述

这是一个用于嵌入式系统的总线通信协议库，提供了多种常用通信协议的实现，包括UART、SPI、I2C、I3C、CAN、Modbus、SMBus、RS232和RS485。该项目采用模块化设计，每个协议独立为一个模块，便于集成和使用。

目录结构

base_buss/
├── 3rd_party/              # 第三方库
│   └── securelib/          # 安全库
├── src/                    # 源代码目录
│   ├── uart/               # UART模块
│   ├── spi/                # SPI模块
│   ├── i2c/                # I2C模块
│   ├── i3c/                # I3C模块
│   ├── can/                # CAN模块
│   ├── modbus/             # Modbus模块
│   ├── smbus/              # SMBus模块
│   ├── rs232/              # RS232模块
│   ├── rs485/              # RS485模块
│   ├── main.c              # 测试主函数
│   └── CMakeLists.txt      # 源码根目录CMake配置
├── CMakeLists.txt          # 项目根CMake配置
└── README.md               # 项目说明文档

模块介绍

UART (通用异步收发传输器)

UART是一种异步串行通信协议，常用于微控制器与其它设备之间的短距离通信。

主要功能：

  • 初始化UART外设
  • 发送数据
  • 接收数据
  • 设置波特率
  • 启用/禁用中断

API接口：

  • UartInit() - 初始化UART
  • UartSendData() - 发送数据
  • UartReceiveData() - 接收数据
  • UartSetBaudRate() - 设置波特率
  • UartEnableInterrupts() - 启用中断
  • UartDisableInterrupts() - 禁用中断

SPI (串行外设接口)

SPI是一种同步串行通信协议，支持全双工通信，常用于微控制器与传感器、存储器等外设的通信。

主要功能：

  • 初始化SPI外设
  • 全双工数据传输
  • 单向发送数据
  • 单向接收数据
  • 设置时钟速度
  • 设置主从模式

API接口：

  • SpiInit() - 初始化SPI
  • SpiTransfer() - 全双工传输
  • SpiSendData() - 发送数据
  • SpiReceiveData() - 接收数据
  • SpiSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • SpiSetMode() - 设置主从模式

I2C (Inter-Integrated Circuit)

I2C是一种多主机、多从机的串行通信协议，只需要两根线(SDA和SCL)即可实现设备间通信。

主要功能：

  • 初始化I2C外设
  • 向设备写入数据
  • 从设备读取数据
  • 设置时钟速度
  • 检查设备是否存在

API接口：

  • I2cInit() - 初始化I2C
  • I2cWriteData() - 写入数据
  • I2cReadData() - 读取数据
  • I2cSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • I2cCheckDevice() - 检查设备

I3C (Improved Inter-Integrated Circuit)

I3C是I2C的改进版本，提供了更高的数据传输速率和更丰富的功能。

主要功能：

  • 初始化I3C外设
  • 向设备发送数据
  • 从设备读取数据
  • 设置时钟速度
  • 检查设备是否存在

API接口：

  • I3cInit() - 初始化I3C
  • I3cSendData() - 发送数据
  • I3cReadData() - 读取数据
  • I3cSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • I3cCheckDevice() - 检查设备

CAN (Controller Area Network)

CAN是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的串行通信协议，具有高可靠性和抗干扰能力。

主要功能：

  • 初始化CAN外设
  • 发送CAN消息
  • 接收CAN消息
  • 设置波特率
  • 启用/禁用中断

API接口：

  • CanInit() - 初始化CAN
  • CanSendData() - 发送数据
  • CanReceiveData() - 接收数据
  • CanSetBaudRate() - 设置波特率
  • CanEnableInterrupts() - 启用中断
  • CanDisableInterrupts() - 禁用中断

Modbus

Modbus是一种串行通信协议，广泛应用于工业电子设备之间。

主要功能：

  • 初始化Modbus通信
  • 发送请求并接收响应
  • 读取线圈状态
  • 读取离散输入
  • 读取保持寄存器
  • 读取输入寄存器
  • 写入单个线圈
  • 写入单个寄存器

API接口：

  • ModbusInit() - 初始化Modbus
  • ModbusSendReceive() - 发送请求并接收响应
  • ModbusReadCoils() - 读取线圈
  • ModbusReadDiscreteInputs() - 读取离散输入
  • ModbusReadHoldingRegisters() - 读取保持寄存器
  • ModbusReadInputRegisters() - 读取输入寄存器
  • ModbusWriteSingleCoil() - 写入单个线圈
  • ModbusWriteSingleRegister() - 写入单个寄存器

SMBus (System Management Bus)

SMBus是基于I2C的两线制总线，主要用于系统管理和通信。

主要功能：

  • 初始化SMBus外设
  • 向设备发送数据
  • 从设备读取数据
  • 读写字节数据
  • 设置时钟速度
  • 检查设备是否存在

API接口：

  • SmBusInit() - 初始化SMBus
  • SmBusSendData() - 发送数据
  • SmBusReadData() - 读取数据
  • SmBusReadByte() - 读取字节
  • SmBusWriteByte() - 写入字节
  • SmBusSetClockSpeed() - 设置时钟速度
  • SmBusCheckDevice() - 检查设备

RS232

RS232是一种标准的串行通信协议，广泛用于计算机与外设之间的通信。

主要功能：

  • 初始化RS232外设
  • 发送数据
  • 接收数据
  • 设置波特率
  • 启用/禁用中断

API接口：

  • Rs232Init() - 初始化RS232
  • Rs232SendData() - 发送数据
  • Rs232ReceiveData() - 接收数据
  • Rs232SetBaudRate() - 设置波特率
  • Rs232EnableInterrupts() - 启用中断
  • Rs232DisableInterrupts() - 禁用中断

RS485

RS485是一种差分串行通信协议，支持多点通信，传输距离远，抗干扰能力强。

主要功能：

  • 初始化RS485外设
  • 发送数据
  • 接收数据
  • 设置波特率
  • 启用发送/接收模式

API接口：

  • Rs485Init() - 初始化RS485
  • Rs485SendData() - 发送数据
  • Rs485ReceiveData() - 接收数据
  • Rs485SetBaudRate() - 设置波特率
  • Rs485EnableTransmit() - 启用发送模式
  • Rs485EnableReceive() - 启用接收模式

硬件抽象层(HAL)

每个模块都采用了硬件抽象层设计，将硬件相关操作与协议逻辑分离。硬件相关函数位于xxx_hal.c和xxx_hal.h文件中，便于移植到不同的硬件平台。

编译构建

项目使用CMake构建系统，支持跨平台编译。

构建步骤

mkdir build
cd build
cmake ..
make

构建配置

  • 支持Debug和Release两种构建模式
  • 默认使用C99标准
  • Debug模式启用调试信息和额外警告
  • Release模式启用优化

使用示例

每个模块都提供了测试函数，可在main.c中找到使用示例。

编码规范

  • 采用大驼峰命名法命名函数
  • 局部变量和参数采用小驼峰命名法
  • 所有控制语句都使用花括号包裹
  • 严格校验函数返回值
  • 使用第三方安全库函数
  • 每个函数都有完整注释
  • 每个函数非空非注释行数不超过50行

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