求助，关于5.0.2 + serial_v1 + apm32f103vet6串口读一帧问题求解

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针对您在使用 RT-Thread（版本 5.0.2 + serial_v1 + APM32F103VET6）处理 Modbus RTU 不定长数据帧的问题，以下是完整的解决方案，结合了 接收回调 + 超时帧识别 的实现方法：

解决方案核心思路

1. 接收回调函数：在串口中断中逐字节接收数据。


2. 动态超时定时器：每收到一个字节重置定时器（超时时间 = 3.5 字符时间）。


3. 信号量通知线程：超时触发后通知处理线程读取完整帧。

完整代码实现

#include 

#include 



#define UART_NAME       "uart1"      // 修改为实际串口名

#define BUF_SIZE        256          // 接收缓冲区大小

#define FRAME_TIMEOUT   35           // 3.5字符时间(ms)，根据波特率调整



static rt_device_t serial;           // 串口设备句柄

static struct rt_semaphore rx_sem;   // 数据帧就绪信号量

static rt_uint8_t  rx_buffer[BUF_SIZE]; // 接收缓冲区

static rt_size_t   rx_index = 0;     // 当前缓冲区索引



// 超时定时器回调函数

static void timeout_cb(void *param) {

    rt_sem_release(&rx_sem); // 触发信号量通知帧接收完成

}



// 串口接收回调（中断上下文）

static rt_err_t uart_rx_ind(rt_device_t dev, rt_size_t size) {

    static struct rt_timer timer;    // 静态定时器（避免重复创建）

    static rt_bool_t timer_init = RT_FALSE;



    // 初始化定时器（仅首次调用）

    if (!timer_init) {

        rt_timer_init(&timer, "uart_timer", timeout_cb, 

                      RT_NULL, FRAME_TIMEOUT, RT_TIMER_FLAG_ONE_SHOT);

        timer_init = RT_TRUE;

    }



    // 重置定时器（每次收到数据都刷新）

    rt_timer_stop(&timer);

    rt_timer_start(&timer);



    // 读取当前字节（非阻塞）

    rt_device_read(dev, 0, &rx_buffer[rx_index], 1);

    rx_index = (rx_index + 1) % BUF_SIZE; // 环形缓冲防溢出



    return RT_EOK;

}



// 数据处理线程

static void serial_thread_entry(void *param) {

    while (1) {

        // 等待帧完成信号（超时返回-RT_ETIMEOUT）

        if (rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK) {

            // 临界区保护（防止回调修改数据）

            rt_enter_critical();

            rt_size_t len = rx_index;

            rt_uint8_t *frame = (rt_uint8_t*)rt_malloc(len);

            if (frame) {

                rt_memcpy(frame, rx_buffer, len);

                rx_index = 0; // 复位索引

            }

            rt_exit_critical();



            // 处理完整帧数据（如解析Modbus）

            if (frame) {

                // TODO: 此处添加Modbus解析逻辑

                rt_kprintf("Recv %d bytes:", len);

                for (int i = 0; i < len; i++) 

                    rt_kprintf(" %02X", frame[i]);

                rt_kprintf("n");



                rt_free(frame); // 释放内存

            }

        }

    }

}



int main(void) {

    // 初始化信号量

    rt_sem_init(&rx_sem, "frame_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);



    // 查找并打开串口设备

    serial = rt_device_find(UART_NAME);

    if (!serial) {

        rt_kprintf("Device %s not found!n", UART_NAME);

        return -1;

    }



    // 以中断接收模式打开串口

    if (rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX) != RT_EOK) {

        rt_kprintf("Open %s failed!n", UART_NAME);

        return -1;

    }



    // 设置接收回调函数

    rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_rx_ind);



    // 创建数据处理线程

    rt_thread_t tid = rt_thread_create("mb_parser", 

                                      serial_thread_entry, 

                                      RT_NULL, 

                                      1024, 

                                      10, 

                                      10);

    if (tid) rt_thread_startup(tid);



    return 0;

}

关键配置说明

1. 
   

   超时时间计算：

   
   
   
   
   • 波特率 9600bps：3.5 * (11 bits/9600) * 1000 ≈ 4ms → 建议设为 5ms
   
   
   • 波特率 115200bps：≈ 0.33ms → 建议设为 1ms
   
   
   • 示例代码中 FRAME_TIMEOUT=35 仅为示意，需按实际波特率调整。
   
   
   
   


2. 
   

   环形缓冲区：

   
   
   
   
   • rx_index = (rx_index + 1) % BUF_SIZE 实现循环写入，避免溢出。
   
   
   • 临界区保护确保线程安全（rt_enter_critical()）。
   
   
   
   


3. 
   

   动态内存管理：

   
   
   
   
   • 使用 rt_malloc/rt_free 复制帧数据，避免长时间占用缓冲区。
   
   
   
   

适配 APM32F103 的注意事项

1. 
   

   检查串口驱动：

   
   
   
   
   • 确认 drv_usart.c 中已开启中断接收（查找 UART_IT_RXNE 相关代码）。
   
   
   • 确保串口初始化正确（波特率、中断优先级等）。
   
   
   
   


2. 
   

   工程配置：

   
   
   
   
   • 在 rtconfig.h 中开启信号量和动态内存：
     

     #define RT_USING_SEMAPHORE
     
     #define RT_USING_HEAP

   
   
   
   

调试建议

1. 打印调试信息：
   

   // 在接收回调中添加
   
   rt_kprintf("[ISR] Recv byte: 0x%02Xn", rx_buffer[rx_index-1]);



2. 测试帧间隔：
   
   
   
   • 使用串口工具发送不同间隔的数据包，验证超时逻辑是否正确。
   
   

此方案完全在应用层实现，无需修改驱动，适用于 RT-Thread 的串口 V1 框架。通过动态超时机制可稳定识别 Modbus RTU 帧边界，同时兼顾实时性和资源占用。