计算机串口第二次实验报告-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了计算机串口第二次实验报告。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

3.4计算机串口数据收发与测量

一、实验目的

熟练使用Linux下io函数read、write和epoll等
熟练处理流式通信数据

二、实验过程

1、向STC单片机下载下面的程序
计算机串口第二次实验报告
下载程序后，单片机将使用1200波特率发送自身序列号，格式同上一节课（3.3节内容）相同。请记录下该序列号。

这里可以选择使用串口助手，很容易就可以得到序列号为：A0 1D D7 A0 1A 5A 79 66 41 CA 90。

2、向串口写入自己的学号，格式为

0xAA 0x55 十二位学号数字。

例如学号20220110203，应该通过串口发送以下数据

AA 55 02 00 02 02 00 01 01 01 00 02 00 03

解：很容易就可以看出来规律，也就是学号的每一位前面加上一个0，然后组成一个序列，同时最前面需要加上AA 55。

3、STC单片机接收到学号后会发送第一串密码，密码长度为4字节。请将解析出该串密码并原样发回给串口。STC单品机收到返回后会继续发送下一串密码，请继续解析出该串密码并原样发回给串口。以此往复，将收到的最后一串密码记录下来。

例如，收到以下密码串

AA 55 0A 00 00 00 00 00 00 C9 34 3F 5D

其中AA 55为前导串，0A表示起始字节是第10字节。请将密码原样发回给串口。

AA 55 C9 34 3F 5D

解：也就是输入学号之后，可以得到返回出来的对应的结果为第一个密码，然后再将第一个密码通过串口助手发送过去之后会返回第二个密码，这时则需要依次往后。使用串口助手，可以得到的次数很少，最后还是需要编写程序。

这里，直接将第5部分的解答给出：

import serial
import requests
import serial.tools.list_ports

#字符串转字符串
def b2s(data):
    return ''.join([f'{ch:0>2x}'for ch in data]).upper()

#连接设备
ser=serial.Serial(list(serial.tools.list_ports.comports()[0])[0],1200)

#判断是否连接到设备
assert(ser!=None)

#输入学号
studentID=input("学号:")

#判断学号是否正确
assert(studentID.isdigit() and len(studentID)==12)

#读入序列号
number=b2s(ser.read(13))

#断言魔数为AA55
assert(number[:4]=="AA55")

#取出序列号
number=number[4:]

assert(len(number)==11*2)
print(f'序列号:{number}')

#使用学号构造即将发送的字节数据
startData=b'\xaa\x55' +bytes([ord(ch)-ord('0') for ch in studentID])

#写入设备
ser.write(startData)

password=b'' #读到的密码
i=1 #循环次数

#开启永真循环，直到ctrl+c被按下
try:
    while True:
        #读1位，探测魔数
        t=b2s(ser.read(1))
        #第一个魔数应该是AA
        if t !="AA":
            continue

        #再读一位
        t=b2s(ser.read(1))
        #第二个魔数应该是55
        if t !="55":
            continue

        #判断魔数后可以放心读取数据
        #读入密码开始位置的索引
        index=list(ser.read(1))[0]

        #若索引大于4，则表明中间有无关字节，吸收掉无关字节
        if index-4 >0:
            ser.read(index -4)

        #读入四字节的密码
        password=ser.read(4)
        print(f'[{i}]密码:{b2s(password)}')

        #使用这次读到的密码构造数据，发送给设备以读取下一次的密码
        ser.write(b'\xaa\x55'+password)
        i+=1

运行该程序（如果出现少包就使用pip install），就可以得到对应的结果如下：
计算机串口第二次实验报告
得到密码为6041C890。

4、将学号、序列号、最后一串密码发送到课程后台。上送命令语法为

curl “132.232.98.70:6363/checkSecret?id=学号&v=序列号&s=密码”

例如，序列号是A01D564D744A42C9363F5E，学号是202201110203，最后一串密码为51ED8D3A，那么上报结果命令为：

curl “132.232.98.70:6363/checkSecret?id=202201110203&v=A01D564D744A42C9363F5E&s=51ED8D3A”

解：根据上面得到的密码输入上述指令即可得到如下结果：
计算机串口第二次实验报告

3.6RS485信号的测量

一、实验目的

熟练使用Linux下io函数read、write和epoll等
熟练S485串口的信号特点

二、RS485信号介绍

RS485的基本介绍：
计算机串口第二次实验报告

RS485的基本原理：
计算机串口第二次实验报告
我们在这里需要使用的就是这个RS485接口，使用杜邦线来接收信号和传输信号，后面就需要使用这两个接口来完成A和B板之间的通信。

三、实验过程

本次实验需要两个单片机，一个下载A程序，另一个下载B程序，两个之间的传输信号，从而得到最后的结果。
1、为自己单片机电路板(后面称为A板)下载新的hex文件。
这里我们首先需要测得A板的波特率，这里我们按照下图接入接口连接示波器，按照上一节的方法来测波特率：
计算机串口第二次实验报告
得到的方波：
可以看到一格的大小为20us，我们可以算得波特率为57600。注意这里测波特率，我们需要使用single，然后按一下k3才能得到信号。
这里，我们需要将A板和B板的波特率调整至相同，接下来就需要一组的成员下载B板程序。
同时，这里测波特率也并不相同，这里我们需要调整B板的波特率，所以我们需要用到下图中的摇杆：
计算机串口第二次实验报告
按照上图相同的接法，连接好B板与示波器。与上面的一样，使用signle，同时摇动摇杆，直至B板和A板的波特率相同，即下图：

发现，两者相同，接下来我们就可以得到A板的序列号了。

连接好A板和B板，如下图：
计算机串口第二次实验报告
这里直接使用串口助手，从B板读取A板的序列号。本来是需要用示波器读出A板的序列号的，但是这里读出的序列号不正确。所以，我们使用串口助手来读取序列号。

然后按下A板上的K3按键，电路板将通过RS485向外发出一组序列号信息。该信号序列格式为：
0xAA 0x55 4字节序列号
打开B板的串口即可以收到A板的序列号，结果如下图：
计算机串口第二次实验报告
根据，串口助手我们可以得到A板的序列号为43 22 4B E6，接下来就可以进行第三步了。（第二步就是调试B板的波特率使其与A板的波特率相同）。
3、使用在计算上的程序，调用write函数接口向串口发送读密码命令。读密码命令格式为：
0xAA 0x55 A板序列号 12字节学号
注意，发送时所使用的波特率应该与A板通信波特率一致。命令通过B板转换为RS485信号发送到A板。
A板会回应密码，回应格式为：
0xAA 0x55 4字节密码
回应密码会经过B板转发到计算机上。请调用read函数接口从串口读取该密码。

这里，我们需要输入的序列如下：0xAA,0x55,0x43,0x22,0x4B,0xE6,0x02,0x00,0x02,0x00,0x00,0x08,0x00,0x01,0x00,0x02,0x00,0x06
所以，我们编写的代码如下：

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include "com.h"
#include "com.c"
unsigned char func(unsigned char a);
int main(void)
{
	unsigned char tmp[1]= {0}; //用于存放读取出来的数据的缓冲区
	int rl; //读取数据的长度（单位：字节）
	int i;
 
	fd = openSerial("/dev/ttyUSB0"); //打开串口，ttyUSB0是串口文件
	
	if(fd < 0)
	{
		printf("open com fail!\n");
		return 0;
	}
	
	EpollInit(fd); //初始化终端事件触发函数epoll,设置要监听的事件及相关参数等
	
	unsigned char buf[]={0xAA,0x55,0x43,0x22,0x4B,0xE6,0x02,0x00,0x02,0x00,0x00,0x08,0x00,0x01,0x00,0x02,0x00,0x06};
	write(fd,buf,18);
      while(1)
	{
	write(fd,buf,18);
		bzero(tmp,sizeof(tmp)); //把tmp对应的内存块的前sizeof(tmp)个字节置零
		
		rl = ComRead(tmp,13);//读取13个字节放到缓存
         
		//打印读到的数据
		printf("read_len = %d\n", rl);
		tmp[rl] = '\0';
		for(i = 0; i < rl; i++)
			printf(" %02x", tmp[i]);
		printf("\n\n");
	
	
	}
	
	close(epid);
	close(fd);
	
	return 0;
}

注意，这里记得更改com.c的波特率，这里使用的代码是在前几节中的代码直接更改的。可以跑出来的结果为：
计算机串口第二次实验报告
所以，该板的密码为26 e0 41 4b，接下来按照题目中所给指令输入即可。

4、请将A板序列号、学号和密码通过curl命令发送到课程后台系统。
上送命令语法为
curl “132.232.98.70:6363/check485?id=学号&v=序列号&s=密码”

所以，这里我需要传送的指令为
curl “132.232.98.70:6363/check485?id=202008010206&v=43224BE6&s=26e0414b”
得到如下的结果：
计算机串口第二次实验报告
说明此实验成功。

3.7RS485总线数据收发

一、实验目的

熟练使用Linux下io函数read、write和epoll等
熟练处理流式通信数据
理解485总线的冲突问题

二、预备知识

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）。

单片机板上使用了一颗MAX485芯片作为标准UART接口向485接口转换的接口芯片。请同学们学习该芯片介绍和各引脚的功能。

如下图所示，单片机串口数据发送脚与MAX485的DI脚相连接。在发送数据前，单片机会将DE脚置为高电平，此时A、B引脚信号为所发送的单片机串口数据。
计算机串口第二次实验报告
如果多个单片机将DE脚置为高电平，则A、B信号线同时被多个单片机板的MAX485芯片驱动，则会造成数据收发错误甚至损坏芯片。因此，多个单片机对485总线操作的时间控制至关重要。

三、实验过程

与上述实验相同，现在自己的电脑上下载A程序，在同伴的电脑上下载B程序。这里不需要观察波特率了，波特率固定为了1200。

下载程序后，A板单片机将使用1200波特率约每300ms发送一次自身序列号，格式为
0xAA 0x55 4字节序列号

这里使用示波器可以读出板子的序列号，主要这里的示波器显示的是二进制数，需要转化成16进制的数，同时注意板子不仅有起始位，也有停止位。读出的序列号如下图：
计算机串口第二次实验报告
2、通过B板串口向RS485总线写入自己的学号，格式为

0xAA 0x55 十二位学号数字。

例如学号20220110203，应该通过串口发送以下数据

AA 55 02 00 02 02 00 01 01 01 00 02 00 03

这里可以通过串口助手来查看输出密码的格式，就是中间的填充字符是什么，是多少个。提供了下面代码实现的思路。

3、A板单片机接收到学号后会每300m发送第一串密码，密码长度为4字节。请将解析出该串密码并在150ms内原样发回给串口（否则会造成总线的冲突）。STC单品机收到返回后会继续发送下一串密码，请继续解析出该串密码并在150ms内原样发回给串口。以此往复，将收到的最后一串密码记录下来。

例如，收到以下密码串

AA 55 00 00 00 00 00 C9 34 3F 5D

其中AA 55为前导串，最后4个字节是密码。请将密码原样发回给串口。

AA 55 C9 34 3F 5D

4、将学号、序列号、最后一串密码发送到课程后台。上送命令语法为

curl “132.232.98.70:6363/check485Secret?id=学号&v=序列号&s=密码”

例如，序列号是2C9363F5E，学号是202201110203，最后一串密码为51ED8D3A，那么上报结果命令为：

curl “132.232.98.70:6363/check485Secret?id=202201110203&v=2C9363F5E&s=51ED8D3A”

我们这里将3和4小问合到一起。
我们在这里使用python，当我们使用python的时候，我们其实就不需要进行第二步了。python的功能强大，我们可以直接使用AA55的前四位来当作密码就可以了，不需要知道中间有多少位填充符，同时我们直接调用包内函数就可以自动调交到服务器上面，十分省事。

import serial
import requests
import serial.tools.list_ports

# 字节转字符串


def b2s(data):
    return ''.join([f'{ch:0>2x}' for ch in data]).upper()


# 连接设备
ser = serial.Serial(list(serial.tools.list_ports.comports()[0])[0], 1200)
# 判断是否连接到设备
assert(ser != None)

# 输入学号
studentID = input("学号:")
# 判断学号是否正确
assert(studentID.isdigit() and len(studentID) == 12)

# 读入序列号
number = b2s(ser.read(6))
# 断言魔数为AA55
assert(number[:4] == "AA55")

# 取出序列号
number = number[4:]
# 判断序列号长度是否正确
assert(len(number) == 4 * 2)
print(f'序列号:{number}')

# 使用学号构造即将发送的字节数据
startData = b'\xaa\x55' + bytes([ord(ch) - ord('0') for ch in studentID])
# 写入数据
ser.write(startData)

password = b''  # 读到的密码
i = 1   # 记录循环次数

# 开启永真循环，直到Ctrl+C被按下
try:
    while True:
        data = ser.read_all()
        sdata = b2s(data)
        if data != b'' and sdata[:4] == "AA55":
            password = data[-4:]
            if len(password) == 4:
                print(f'[{i}]密码:{b2s(password)}')

                # 使用这次读到的密码构造数据，发送给设备以读取下一次的密码
                ser.write(b'\xaa\x55' + password)
                i += 1

# 当Ctr+C被按下时执行，建议在读到的密码不再变化时按下，大概在256次循环之后
except KeyboardInterrupt:
    print(f'[结束]最后一串密码为:{b2s(password)}')
    print(f'[正在提交]http://132.232.98.70:6363/checkSecret?id={studentID}&v={number}&s={b2s(password)}')

    # 提交实验结果至服务器
    r = requests.get(f"http://132.232.98.70:6363/checkSecret?id={studentID}&v={number}&s={b2s(password)}")

    # 判断提交是否成功
    assert(r.status_code == 200 and r.text.isdigit())
    print(f'[提交成功]学号:{studentID} 密码循环次数:{r.text}')