SBUS协议及编解码

strongerHuang 2020-11-01 00:00

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转自 | 硬件十万个为什么

编排 | strongerHuang

关于遥控器与无人机的通信协议也有很多种，常见的数据协议如下：

1.pwm： 需要在接收机上接上全部pwm输出通道，每一个通道就要接一组线，解析程序需要根据每一个通道的pwm高电平时长计算通道数值。

2.ppm： 按固定周期发送所有通道pwm脉宽的数据格式，一组接线，一个周期内发送所有通道的pwm值，解析程序需要自行区分每一个通道的pwm时长。

3.sbus： 每11个bit位表示一个通道数值的协议，串口通信，但是sbus的接收机通常是反向电平，连接到无人机时需要接电平反向器，大部分支持sbus的飞行控制板已经集成了反向器，直接将以旧换新机连接到飞行控制器即可。

4.xbus： 常规通信协议，支持18个通道，数据包较大，串口通信有两种模式，可以在遥控器的配置选项中配置。接收机无需做特殊配置。

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SBUS协议说明

SBUS本质是一种串口通信协议，采用100K的波特率，8位数据位，两位停止位，偶效验，即8E2的串口通信。

SBUS是一bai个接收机串行总线du输出，通过这根总线，可以获得遥控器上所有zhi通道的数据。目前很多模型及无人机电子设备都支持SBUS总线的接入。使用SBUS总线获取通道数据，效率高的，而且节省硬件资源，只需要一根线即可获取所有通道的数据。

SBUS总线使用的是TTL电平的反向电平，即标准TTL中的1取反为0，而0则取反为1，串口波特率为100000，数据位为8位，2个停止位，偶校验。

SBUS一帧数据的长度为25个字节，其中第"0"个字节为帧头：0x0f；第24个字节为帧尾：0x00；从第1个字节到第22个字节为1-16号比例通道的数据字节；第23字节中，第7位为数字开关通道17通道，第6位为数字开关通道18通道。

第5位为帧状态标志为（判断是否丢帧），用于控制接收机上的LED的状态，第4位为失控保护激活标志位，此位为1时，表示接收机进入失控保护状态。

值得注意的有三点：

1.SBUS采用负逻辑 ，所以无论接收还是发送都要进行硬件取反（注意，一定要硬件取反），电路如下

这是我在网上看资料时看到的电路，实际上我用的是7404电路

2.SBUS有两种模式，

a.高速模式：每4ms发送一次

b.低速模式：每14ms发送一次

就是说每间隔4或者14ms这个串口就发送25个字节的数据，这25个字节的数据最多可以包含16个信息

3.100K的波特率不是标准波特率 ，一般串口工具都不能直接读取（所以不要直接用电脑调试，除非你的电脑写好了非标准串口），可以用单片机读取。

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具体协议的格式

[数据头] [第一个字节] [第二个字节] ......[第二十二的字节] [标志位] [数据尾]

数据头、标志位、数据尾不携带信息，而且数据头和数据尾是固定的，数据头=0x0f; 数据尾=0x00;

数据头（1字节）+数据（22字节）+标志位（1字节）+数据尾（1字节）

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编码解码

1.编码原理

一个信息是二进制的11bit，比如1111 1111 111就可以表示一个信息，一共16个这样的信息，按照顺序将这16个信息依次排成一串，得到一个176bit（11 *16）的数据，也就是22字节（176 / 8 = 22）的数据，再加上数据头数据尾校验位就组成了一个要通过串口传送的信息。每隔4或者14ms就传送一个这样的信息。

所以这16个信息每一个所能表示的最大值是2^11 = 2048，也就是他的精度。

2.标志位

标志位的高四位有特殊含义，第四位并没有使用，依照我的理解，第七位和第六位表示两个数字通道（通道17和18）信息（就是只有高低电平的通道，一般用来控制通断或者某个电机简单的启动或者停止，比如1表示启动电机0表示停止电机），第五位表示帧丢失，接收机红色LED亮起，我的理解是，如果这一位为1，表示这一帧信号出问题了，接收机红色LED亮起。第四位表示故障保护激活，意思应该是说如果这一位为1，激活接受方故障保护。

bit7 = ch17 = digital channel (0x80)
bit6 = ch18 = digital channel (0x40)
bit5 = Frame lost, equivalent red LED on receiver (0x20)
bit4 = failsafe activated (0x10)
bit3 = n/a
bit2 = n/a
bit1 = n/a
bit0 = n/a

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