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STM32

03、单线通讯—SIF通讯协议（一线通）案例二

0、前言

  目前很多便宜的单片机都没有标准的串行通讯口UART，甚至没有IIC、SPI等接口，MCU外围硬件接口不够。但有时又需要和其它设备或者器件进行简单的通讯，速度要求不是很高，又或者说受硬件限制，只能提供一根通讯线来通讯，此时可以尝试使用SIF协议进行通讯。

  SIF协议因为它的简单，低成本，适用一些需要不高的场景。最近在调充电器，与电动车充电时需要和车子的BMS进行一线通讯。充电器DC端使用的三芯插头，一正极，一负极，一通信。电动车上的电池包作为主机，充电器作为从机，充电器一线通的那个脚要求带有上拉电阻。一线通上拉电阻值统一要求 5V上拉2.2K，3.3V上拉1K，充电器上拉电压给出，电池发送一线通报文。

1、硬件接线示意图

接线方式：

  主从双方采用单线单工通讯方式，即只需要一根传输线路，电动车电池BMS为数据发送方，充电器CHG为数据接收方。

波特率：

  主机和从机制定协议之前可以双方约定好，也可以主机随意，从机根据主机发送的同步信号，进行自适应解析。

2、通讯规则

2.1、数据帧组成

  一次传输一帧数据，每帧数据由 同步信号 + 主报文 + 停止信号 3个部分组成。

  1、同步信号为发送主报文的前导信号；

  2、主报文为需要发送的有效数据内容，按一定占空比进行发送；

  3、结束信号代表一帧完整的数据发送结束的标志信号

2.2、同步信号

  同步信号：T1ms的低电平+T2ms的高电平

  其中：T1 ≥ 10ms

     T2 = 1ms±100us

2.3、主报文

  采用高低电平占空比的方式进行数据报文发送。

  一对低电平和高电平组成一个bit数据位。在高电平的下降沿计算高电平的占空比，根据占空   比判断本次电平是逻辑"1"或逻辑"0"。
  占空比 η = T2 / T ( T2 为高电平时间，T=T1+T2 )。

2.3.1、逻辑“1”

  如上图所示，T1和T2组成一个数据位，该数据位占空比η为75%，表示数据位为逻辑"1"。

  注意：η = T2 / T =（75 ± 5）%

  其中：T1 = 0.5ms ± 50μs

              T2 = 1.5ms ± 150μs

              T = T1 + T2 = 2ms ± 200μs

2.3.2、逻辑“0”

  如上图所示，T1和T2组成一个数据位，该数据位占空比η为25%，表示数据位为逻辑"0"。

  注意：η = T2 / T =（25 ± 5）%

  其中：T1 = 1.5ms ± 150μs

              T2 = 0.5ms ± 50μs

              T = T1 + T2 = 2ms ± 200μs

2.4、结束信号

  结束信号：T1ms低电平 + Nms高电平

  其中：T1 = 5ms

2.5、通信间隔

  1、连续两帧数据的发送时间间隔位 50ms

  2、发送数据前，电池会检测总线电平，如果检测到总线电平位低电平，则认为总线未连接充
  电器，或者充电器未上电，此时电池包将停止数据发送；如果低电平持续时间达到60秒，则电
  池包进入低功耗模式。

  3、电池包在低功耗模式下，可以被总线高电平唤醒。唤醒后，如果电池包持续检测到总线电平
  为高电平，且高电平持续时间达到 1s ，则开始发送数据。电池包在正常发送下一帧报文之前，
  需要检测总线电平为高电平才能启动发送。

3、主报文格式

3.1、一线通报文格式

一线通报文由报文ID、协议版本、数据内容、校验字节四部分组成。

报文ID： 包括初始报文、周期报文
协议版本：包括次通信协议版本、主通信协议版本
校验字节：为报文ID、协议版本及数据内容(B0～B47)的和校验
备注： 数据内容中未用到的字节，填充0xFF

4、应用报文格式（主报文格式中的数据内容）

4.1、单字节传输方式

  应用报文每字节由 8 位二进制bit组成，b0 是字节的最低有效位，b7 是字节的最高有效位。
收发数据时，先传最低有效位 b0，再传次低有效位 b1，以此类推，最后传最高有效位 b7。

4.2、多字节传输方式

  收发多字节信号时，默认采用 Intel_LSB 格式进行数据传输，如上表信号distance所示，先传最
低字节 B43，再传次低字节 B44，以此类推，最后传最高字节 B46。

5、代码实现—纯定时器扫描方式+数组接收

/*******************************************************************************
 *Copyright (c) GeekYang
 *@文件名 : main.c
 *@作  者 : GeekYang
 *@时  间 : 2021-06-12 10:00:00
 *@摘  要 : 主程序文件
 *@芯  片 : STC8G1K08-TSSOP-20
 *@晶  振 : 33MHz/1
 *@版本号 : 1.0
 *@芯  片 :
 *										  -------------
 *			        T2/ECI/SS/ADC2/P1.2 -丨01       20丨- P1.1/ADC1/TxD2/CCP0
 *			      T2CLKO/MOSI/ADC3/P1.3 -丨02       19丨- P1.0/ADC0/RxD2/CCP1
 *	              I2CSDA/MISO/ADC4/P1.4 -丨03       18丨- P3.7/INT3/TxD_2/CCP2_2/CCP2/CMP+
 *				  I2CSCL/SCLK/ADC5/P1.5 -丨04       17丨- P3.6/ADC14/INT2/RxD_2/CCP1_2/CMP-
 *		  XTALO/MCLKO_2/RxD_3/ADC6/P1.6 -丨05       16丨- P3.5/ADC13/T1/T0CLKO/CCP0_2/SS_4
 *			      XTALI/TxD_3/ADC7/P1.7 -丨06       15丨- P3.4/ADC12/T0/T1CLKO/ECI_2/CMPO/MOSI_4
 *				         MCLKO/RST/P5.4 -丨07       14丨- P3.3/ADC11/INT1/MISO_4/I2CSDA_4 
 *				     Vcc/AVcc/ADC_VRef+ -丨08       13丨- P3.2/ADC10/INT0/SCLK_4/I2CSCL_4 
 *								   P5.5 -丨09       12丨- P3.1/ADC9/TxD
 *							   Gnd/AGnd -丨10       11丨- P3.0/ADC8/RxD/INT4
 *										  -------------			
*******************************************************************************/

/*================================= Demo说明 ===================================
由于有些单片机的外设资源比较缺乏，没有外部中断，但一般定时器都是有的，所以案例都采用
定时器扫描的方式进行波形解析，读取数据，即 利用 定时器 + 一个GPIO口进行通讯数据读取
==============================================================================*/


/* 包含的头文件 ---------------------------------------------------------------*/
#include "STC8G.H"

/* 宏定义 ---------------------------------------------------------------------*/
#define DATA_REV_PIN            P10     //定义数据接收引脚(根据实际项目进行更改)

#define LOW                     0       //低电平
#define HIGH                    1       //高电平

#define SYNC_L_TIME_NUM         200     //同步信号低电平时间：10ms = 10000us / 50us = 200
#define SYNC_H_TIME_NUM_MIN     18      //同步信号高电平最小时间：1ms-100us = 900us / 50us = 18  
#define SYNC_H_TIME_NUM_MAX     22      //同步信号高电平最大时间：1ms+100us = 1100us / 50us = 22

#define SHORT_TIME_NUM_MIN      9       //一个逻辑周期中短的时间最小值：0.5ms-50us = 450us / 50us = 9
#define SHORT_TIME_NUM_MAX      11      //一个逻辑周期中短的时间最大值：0.5ms+50us = 550us / 50us = 11

#define LONG_TIME_NUM_MIN       27      //一个逻辑周期中长的时间最小值：1.5ms-150us = 1350us / 50us = 27
#define LONG_TIME_NUM_MAX       33      //一个逻辑周期中长的时间最大值：1.5ms+150us = 1650us / 50us = 33

#define LOGIC_CYCLE_NUM_MIN     36      //一个逻辑周期最小时间：2ms-200us = 1800us / 50us = 36
#define LOGIC_CYCLE_NUM_MAX     44      //一个逻辑周期最大时间：2ms+200us = 2200us / 50us = 44

#define HALF_LOGIC_CYCLE_MIN    18      //一个逻辑周期的1/2最小时间：1ms-100us = 900us / 50us = 18
#define HALF_LOGIC_CYCLE_MAX    22      //一个逻辑周期的1/2最大时间：1ms+100us = 1100us / 50us = 22

#define END_SIGNAL_TIME_NUM     100     //结束信号电平时间：5ms低电平 + Nms高电平，实际检测5ms低电平就行，一帧数据发送完成后检测5ms低电平就代表完成了，不发数据的时候上拉电阻拉高了

#define REV_BIT_NUM             8       //接收的bit位个数，看是按字节接收还是按字接收，1字节=8bit，1字=2字节=16bit
#define REV_DATA_NUM            51      //接收的数据个数


/* 类型定义 -------------------------------------------------------------------*/
typedef enum
{
    INITIAL_STATE=0,            //初始状态，等待接收同步信号
    SYNC_L_STATE=1,             //接收同步低电平信号状态
    SYNC_H_STATE=2,             //接收同步高电平信号状态
    DATA_REV_STATE=3,           //读取数据码电平状态
    END_SIGNAL_STATE=4,         //接收结束电平信号状态
    RESTART_REV_STATE=5         //接收过程出错重新接收状态
}REV_STATE_e;                   //接收数据状态枚举

/* 变量定义 -------------------------------------------------------------------*/
unsigned char receive_state=0;      //接收数据状态
unsigned char receive_bit_num=0;    //接收的bit位个数
unsigned char receive_data_num=0;   //接收的数据个数

//接收数据缓存数组-用一个数组来缓存数据，51个数据字节
unsigned char receive_data_buf[REV_DATA_NUM]={0};

unsigned int  H_L_Level_time_cnt=0; //高低电平时间计数

bit start_H_L_Level_timming_flag=0; //开始高低电平计时标记
bit has_read_bit = 0;               //1-已经读取一个bit位
bit check_OK = 0;                   //1-校验和正确，0-校验和失败
bit read_success=0;                 //一帧数据是否读取成功，0-不成功，1-成功

/* 函数声明 -------------------------------------------------------------------*/
void GPIO_Init(void);               //GPIO初始化函数
void Timer0_Init(void);             //定时器0初始化函数
void Receive_Data_Handle(void);     //接收数据处理
void Check_Sum_Handle(void);        //校验和处理

/* 函数定义 -------------------------------------------------------------------*/
/*******************************************************************************
 *函数名称 : main
 *函数功能 : 主函数入口
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void main(void)
{
    GPIO_Init();        //GPIO初始化，设置数据接收引脚P10为高阻输入，检测高低电平
    Timer0_Init();      //定时器0初始化，定时周期为：5微秒@33.000MHz

    while(1)
    {        
        if (read_success == 1)              //如果成功读取一帧数据
        {
            //一帧数据接收成功后先根据协议要求进行校验和，验证数据的正确性
            Check_Sum_Handle();

            //如果数据正确，根据接收的数据进行分析获取需要的内容
            if (check_OK)
            {
                /* code */
            }

            read_success = 0;               //读取一帧数据清0
        }
    }
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : GPIO_Init
 *函数功能 : 数据接收引脚初始化
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void GPIO_Init(void)
{
    P1M1 |= 0x01;       //设置数据接收引脚P10为高阻输入模式
    P1M0 &= 0xFE;

    P1PU  &= 0xFE;      //禁止P10端口内部的4.1K上拉电阻
    P1NCS |= 0x01;      //使能端口的施密特触发器
    P1SR  &= 0xFE;      //电平转换速度快
    P1DR  |= 0x01;      //控制端口驱动能力：0-增强驱动能力  1-一般驱动能力
    P1IE  |= 0x01;      //使能数字信号输入
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : Timer0_Init
 *函数功能 : 定时器0初始化，单次定时时间根据协议的最小公差±50us确定
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Timer0_Init(void)
{
	AUXR |= 0x80;		//定时器时钟1T模式
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式:16位自动重载模式
	TL0 = 0x8E;		    //设置定时初值低8位，50微秒@33.000MHz
	TH0 = 0xF9;		    //设置定时初值高8位
	TF0 = 0;		    //清除TF0标志
	TR0 = 1;		    //定时器0开始计时
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : Timer0_isr
 *函数功能 : 定时器0中断处理函数
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Timer0_isr() interrupt 1 //500us定时器
{
    if (start_H_L_Level_timming_flag==1)
    {
        H_L_Level_time_cnt++;     //高低电平维持时间计数变量
    }   
    Receive_Data_Handle();      //接收数据处理，波特率自适应
}



/*******************************************************************************
 *函数名称 : Receive_Data_Handle
 *函数功能 : 接收数据处理
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Receive_Data_Handle(void)
{
    switch (receive_state)                          //检测当前接收数据状态
    {
        case INITIAL_STATE:                         //初始状态，未接收到同步信息，进行同步判断
            if (DATA_REV_PIN == LOW)                //判断接收引脚的电平状态，当读到低电平时，开始计时
            {
                receive_bit_num = 0;                //重置bit位计数器
                receive_data_num = 0;               //重置接收数据个数
                H_L_Level_time_cnt = 0;             //高低电平计时变量清0
                start_H_L_Level_timming_flag = 1;   //开始高低电平计时
                receive_state = SYNC_L_STATE;       //进入读取同步低电平信号状态
            }
            break;
        
        case SYNC_L_STATE:                          //在读取同步低电平信号期间
            if (DATA_REV_PIN == HIGH)               //同步信号低电平检测期间读到高电平
            {
                if (H_L_Level_time_cnt >= SYNC_L_TIME_NUM)//如果同步信号低电平时间>=SYNC_L_TIME_NUM
                {                                       //同步信号低电平时间要>=10ms
                    H_L_Level_time_cnt = 0;         //高低电平计时变量清0
                    receive_state = SYNC_H_STATE;   //进入读取同步信号高电平状态
                }
                else
                {
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态  
                }
            }
            break;

        case SYNC_H_STATE:                          //在读取同步信号高电平期间
            if (DATA_REV_PIN == LOW)                //同步信号高电平检测期间读到低电平
            {
                //判断同步信号高电平时间是否在1ms±100us之间
                if (H_L_Level_time_cnt >= SYNC_H_TIME_NUM_MIN && H_L_Level_time_cnt <= SYNC_H_TIME_NUM_MAX)
                {
                    H_L_Level_time_cnt = 0;         //高低电平计时变量清0
                    receive_state = DATA_REV_STATE; //进入读取数据状态
                }
                else                                    
                {
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }
            }
            else            //如果在同步信号高电平检测期间，时间超过2ms±200us，认为超时
            {
                //判断时间是否超时 2ms±200us
                if (H_L_Level_time_cnt >= LOGIC_CYCLE_NUM_MAX)
                {
                     receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }    
            }
            break;

        case DATA_REV_STATE:          //在读取数据码电平期间
            //逻辑“0”为 1.5ms±150us低电平 + 0.5ms±50us高电平
            //逻辑“1”为 0.5ms±50us低电平 + 1.5ms±150us高电平
            //如何判断当前为逻辑“0”还是逻辑“1”，关键在于寻找共同点
            //方法一：
            //不管是逻辑“0”还是逻辑“1”，周期一样，都是2ms ± 200us
            //可以取中间时间点进行判断，(2ms ± 200us) / 2 = 1ms ± 100us
            //如果还没有读取一个bit位，且时间计数已经>=900us 且 <=1100us
            if ((has_read_bit==0) && (H_L_Level_time_cnt >= HALF_LOGIC_CYCLE_MIN && H_L_Level_time_cnt <= HALF_LOGIC_CYCLE_MAX)) 
            {
                receive_data_buf[receive_data_num] |= DATA_REV_PIN;
                has_read_bit = 1;
            }

            //方法二：
            //不管是逻辑“0”还是逻辑“1”，高低电平维持时间都是以 0.5ms±50us 为基数，
            //1.5ms±150us = 3 * (0.5ms±50us)，所以一个逻辑周期 2ms±200us = (1.5ms±150us) + (0.5ms±50us) = 4 * (0.5ms±50us)
            //所以可以取一个逻辑周期的中间时间断进行判断，即>(0.5ms±50us) 且 <(1.5ms±150us) 这段时间内判断，大于去上公差，小于取下公差
            //所以判断时间范围为 0.5ms+50us ~ 1.5ms-150us = 550us ~ 1350us
//            if ((has_read_bit==0) && (H_L_Level_time_cnt > SHORT_TIME_NUM_MAX) && (H_L_Level_time_cnt < LONG_TIME_NUM_MIX)) 
//            {
//                receive_data_buf[receive_data_num] |= DATA_REV_PIN;
//                has_read_bit = 1;
//            }

            //如果已经读取一个bit位，且时间计数已经>=2ms±200us，说明一个逻辑周期过去了
            if ((has_read_bit==1) && (H_L_Level_time_cnt >= LOGIC_CYCLE_NUM_MIN && H_L_Level_time_cnt <= LOGIC_CYCLE_NUM_MAX))
            {
                H_L_Level_time_cnt = 0;             //高低电平计时变量清0
                has_read_bit = 0;                   //清0，读取下一个bit位
                receive_bit_num++;                  //接收的bit数++
                
                if (receive_bit_num==REV_BIT_NUM)   //如果一个字节8个bit位接收完成
                {
                    receive_data_num++;             //接收的数据个数++
                    receive_bit_num = 0;            //接收bit位个数清0重新接收

                    if (receive_data_num == REV_DATA_NUM)   //如果数据采集完毕
                    {
                        receive_state = END_SIGNAL_STATE;   //进入接收结束低电平信号状态 
                    }  
                }
                else                                //如果一个字节8个bit位还没有接收完成
                {
                    //将接收数据缓存左移一位，数据从低bit位开始接收
                    receive_data_buf[receive_data_num] = receive_data_buf[receive_data_num] >> 1;
                }
            }        
            break;

        case END_SIGNAL_STATE:                              //在接收结束信号低电平期间
            if (DATA_REV_PIN == HIGH)                       //结束信号低电平检测期间读到高电平
            {
                if (H_L_Level_time_cnt >= END_SIGNAL_TIME_NUM)  //如果读到低电平时间>=5ms
                {
                        read_success = 1;                   //一帧数据读取成功
                        start_H_L_Level_timming_flag = 0;   //停止高低电平计时
                        H_L_Level_time_cnt = 0;             //定时器计数值清0
           		        receive_state = INITIAL_STATE;      //接收状态清0  
                }
                else        //如果低电平时间没有5ms
                {
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }  
            }
            else    //结束信号低电平检测期间一直为低
            {
                if (H_L_Level_time_cnt >= SYNC_L_TIME_NUM)  //如果读到低电平时间>=10ms，认为超时
                {                                           //一帧数据发送完成后需要间隔50ms才发送第二帧数据，期间肯定会被拉高
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }
            }
            break;

        case RESTART_REV_STATE:                     //重新接收数据状态
            start_H_L_Level_timming_flag = 0;       //停止高低电平计时
            H_L_Level_time_cnt = 0;                 //定时器计数值清0
            receive_state = INITIAL_STATE;          //接收状态清0    	
            break;
    }
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : Check_Sum_Handle
 *函数功能 : 校验和处理
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Check_Sum_Handle(void)
{
    unsigned char i = 0, checkByte = 0;
    unsigned long checkSum = 0;

    for ( i = 0; i < (REV_DATA_NUM-1); i++)
    {
        checkSum += receive_data_buf[i];
    }
    
    checkByte = (unsigned char)checkSum;

    if (checkByte == receive_data_buf[REV_DATA_NUM-1])  //校验和正确
    {
        check_OK = 1;           //标记校验成功
    }
    else
    {
        check_OK = 0;           //标记校验失败
    }
}

版权声明：本文为CSDN博主「Geek YANG」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/u011350258/article/details/117960319

0、前言

  目前很多便宜的单片机都没有标准的串行通讯口UART，甚至没有IIC、SPI等接口，MCU外围硬件接口不够。但有时又需要和其它设备或者器件进行简单的通讯，速度要求不是很高，又或者说受硬件限制，只能提供一根通讯线来通讯，此时可以尝试使用SIF协议进行通讯。

  SIF协议因为它的简单，低成本，适用一些需要不高的场景。最近在调充电器，与电动车充电时需要和车子的BMS进行一线通讯。充电器DC端使用的三芯插头，一正极，一负极，一通信。电动车上的电池包作为主机，充电器作为从机，充电器一线通的那个脚要求带有上拉电阻。一线通上拉电阻值统一要求 5V上拉2.2K，3.3V上拉1K，充电器上拉电压给出，电池发送一线通报文。

1、硬件接线示意图

接线方式：

  主从双方采用单线单工通讯方式，即只需要一根传输线路，电动车电池BMS为数据发送方，充电器CHG为数据接收方。

波特率：

  主机和从机制定协议之前可以双方约定好，也可以主机随意，从机根据主机发送的同步信号，进行自适应解析。

2、通讯规则

2.1、数据帧组成

  一次传输一帧数据，每帧数据由 同步信号 + 主报文 + 停止信号 3个部分组成。

  1、同步信号为发送主报文的前导信号；

  2、主报文为需要发送的有效数据内容，按一定占空比进行发送；

  3、结束信号代表一帧完整的数据发送结束的标志信号

2.2、同步信号

  同步信号：T1ms的低电平+T2ms的高电平

  其中：T1 ≥ 10ms

     T2 = 1ms±100us

2.3、主报文

  采用高低电平占空比的方式进行数据报文发送。

  一对低电平和高电平组成一个bit数据位。在高电平的下降沿计算高电平的占空比，根据占空   比判断本次电平是逻辑"1"或逻辑"0"。
  占空比 η = T2 / T ( T2 为高电平时间，T=T1+T2 )。

2.3.1、逻辑“1”

  如上图所示，T1和T2组成一个数据位，该数据位占空比η为75%，表示数据位为逻辑"1"。

  注意：η = T2 / T =（75 ± 5）%

  其中：T1 = 0.5ms ± 50μs

              T2 = 1.5ms ± 150μs

              T = T1 + T2 = 2ms ± 200μs

2.3.2、逻辑“0”

  如上图所示，T1和T2组成一个数据位，该数据位占空比η为25%，表示数据位为逻辑"0"。

  注意：η = T2 / T =（25 ± 5）%

  其中：T1 = 1.5ms ± 150μs

              T2 = 0.5ms ± 50μs

              T = T1 + T2 = 2ms ± 200μs

2.4、结束信号

  结束信号：T1ms低电平 + Nms高电平

  其中：T1 = 5ms

2.5、通信间隔

  1、连续两帧数据的发送时间间隔位 50ms

  2、发送数据前，电池会检测总线电平，如果检测到总线电平位低电平，则认为总线未连接充
  电器，或者充电器未上电，此时电池包将停止数据发送；如果低电平持续时间达到60秒，则电
  池包进入低功耗模式。

  3、电池包在低功耗模式下，可以被总线高电平唤醒。唤醒后，如果电池包持续检测到总线电平
  为高电平，且高电平持续时间达到 1s ，则开始发送数据。电池包在正常发送下一帧报文之前，
  需要检测总线电平为高电平才能启动发送。

3、主报文格式

3.1、一线通报文格式

一线通报文由报文ID、协议版本、数据内容、校验字节四部分组成。

报文ID： 包括初始报文、周期报文
协议版本：包括次通信协议版本、主通信协议版本
校验字节：为报文ID、协议版本及数据内容(B0～B47)的和校验
备注： 数据内容中未用到的字节，填充0xFF

4、应用报文格式（主报文格式中的数据内容）

4.1、单字节传输方式

  应用报文每字节由 8 位二进制bit组成，b0 是字节的最低有效位，b7 是字节的最高有效位。
收发数据时，先传最低有效位 b0，再传次低有效位 b1，以此类推，最后传最高有效位 b7。

4.2、多字节传输方式

  收发多字节信号时，默认采用 Intel_LSB 格式进行数据传输，如上表信号distance所示，先传最
低字节 B43，再传次低字节 B44，以此类推，最后传最高字节 B46。

5、代码实现—纯定时器扫描方式+数组接收

/*******************************************************************************
 *Copyright (c) GeekYang
 *@文件名 : main.c
 *@作  者 : GeekYang
 *@时  间 : 2021-06-12 10:00:00
 *@摘  要 : 主程序文件
 *@芯  片 : STC8G1K08-TSSOP-20
 *@晶  振 : 33MHz/1
 *@版本号 : 1.0
 *@芯  片 :
 *										  -------------
 *			        T2/ECI/SS/ADC2/P1.2 -丨01       20丨- P1.1/ADC1/TxD2/CCP0
 *			      T2CLKO/MOSI/ADC3/P1.3 -丨02       19丨- P1.0/ADC0/RxD2/CCP1
 *	              I2CSDA/MISO/ADC4/P1.4 -丨03       18丨- P3.7/INT3/TxD_2/CCP2_2/CCP2/CMP+
 *				  I2CSCL/SCLK/ADC5/P1.5 -丨04       17丨- P3.6/ADC14/INT2/RxD_2/CCP1_2/CMP-
 *		  XTALO/MCLKO_2/RxD_3/ADC6/P1.6 -丨05       16丨- P3.5/ADC13/T1/T0CLKO/CCP0_2/SS_4
 *			      XTALI/TxD_3/ADC7/P1.7 -丨06       15丨- P3.4/ADC12/T0/T1CLKO/ECI_2/CMPO/MOSI_4
 *				         MCLKO/RST/P5.4 -丨07       14丨- P3.3/ADC11/INT1/MISO_4/I2CSDA_4 
 *				     Vcc/AVcc/ADC_VRef+ -丨08       13丨- P3.2/ADC10/INT0/SCLK_4/I2CSCL_4 
 *								   P5.5 -丨09       12丨- P3.1/ADC9/TxD
 *							   Gnd/AGnd -丨10       11丨- P3.0/ADC8/RxD/INT4
 *										  -------------			
*******************************************************************************/

/*================================= Demo说明 ===================================
由于有些单片机的外设资源比较缺乏，没有外部中断，但一般定时器都是有的，所以案例都采用
定时器扫描的方式进行波形解析，读取数据，即 利用 定时器 + 一个GPIO口进行通讯数据读取
==============================================================================*/


/* 包含的头文件 ---------------------------------------------------------------*/
#include "STC8G.H"

/* 宏定义 ---------------------------------------------------------------------*/
#define DATA_REV_PIN            P10     //定义数据接收引脚(根据实际项目进行更改)

#define LOW                     0       //低电平
#define HIGH                    1       //高电平

#define SYNC_L_TIME_NUM         200     //同步信号低电平时间：10ms = 10000us / 50us = 200
#define SYNC_H_TIME_NUM_MIN     18      //同步信号高电平最小时间：1ms-100us = 900us / 50us = 18  
#define SYNC_H_TIME_NUM_MAX     22      //同步信号高电平最大时间：1ms+100us = 1100us / 50us = 22

#define SHORT_TIME_NUM_MIN      9       //一个逻辑周期中短的时间最小值：0.5ms-50us = 450us / 50us = 9
#define SHORT_TIME_NUM_MAX      11      //一个逻辑周期中短的时间最大值：0.5ms+50us = 550us / 50us = 11

#define LONG_TIME_NUM_MIN       27      //一个逻辑周期中长的时间最小值：1.5ms-150us = 1350us / 50us = 27
#define LONG_TIME_NUM_MAX       33      //一个逻辑周期中长的时间最大值：1.5ms+150us = 1650us / 50us = 33

#define LOGIC_CYCLE_NUM_MIN     36      //一个逻辑周期最小时间：2ms-200us = 1800us / 50us = 36
#define LOGIC_CYCLE_NUM_MAX     44      //一个逻辑周期最大时间：2ms+200us = 2200us / 50us = 44

#define HALF_LOGIC_CYCLE_MIN    18      //一个逻辑周期的1/2最小时间：1ms-100us = 900us / 50us = 18
#define HALF_LOGIC_CYCLE_MAX    22      //一个逻辑周期的1/2最大时间：1ms+100us = 1100us / 50us = 22

#define END_SIGNAL_TIME_NUM     100     //结束信号电平时间：5ms低电平 + Nms高电平，实际检测5ms低电平就行，一帧数据发送完成后检测5ms低电平就代表完成了，不发数据的时候上拉电阻拉高了

#define REV_BIT_NUM             8       //接收的bit位个数，看是按字节接收还是按字接收，1字节=8bit，1字=2字节=16bit
#define REV_DATA_NUM            51      //接收的数据个数


/* 类型定义 -------------------------------------------------------------------*/
typedef enum
{
    INITIAL_STATE=0,            //初始状态，等待接收同步信号
    SYNC_L_STATE=1,             //接收同步低电平信号状态
    SYNC_H_STATE=2,             //接收同步高电平信号状态
    DATA_REV_STATE=3,           //读取数据码电平状态
    END_SIGNAL_STATE=4,         //接收结束电平信号状态
    RESTART_REV_STATE=5         //接收过程出错重新接收状态
}REV_STATE_e;                   //接收数据状态枚举

/* 变量定义 -------------------------------------------------------------------*/
unsigned char receive_state=0;      //接收数据状态
unsigned char receive_bit_num=0;    //接收的bit位个数
unsigned char receive_data_num=0;   //接收的数据个数

//接收数据缓存数组-用一个数组来缓存数据，51个数据字节
unsigned char receive_data_buf[REV_DATA_NUM]={0};

unsigned int  H_L_Level_time_cnt=0; //高低电平时间计数

bit start_H_L_Level_timming_flag=0; //开始高低电平计时标记
bit has_read_bit = 0;               //1-已经读取一个bit位
bit check_OK = 0;                   //1-校验和正确，0-校验和失败
bit read_success=0;                 //一帧数据是否读取成功，0-不成功，1-成功

/* 函数声明 -------------------------------------------------------------------*/
void GPIO_Init(void);               //GPIO初始化函数
void Timer0_Init(void);             //定时器0初始化函数
void Receive_Data_Handle(void);     //接收数据处理
void Check_Sum_Handle(void);        //校验和处理

/* 函数定义 -------------------------------------------------------------------*/
/*******************************************************************************
 *函数名称 : main
 *函数功能 : 主函数入口
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void main(void)
{
    GPIO_Init();        //GPIO初始化，设置数据接收引脚P10为高阻输入，检测高低电平
    Timer0_Init();      //定时器0初始化，定时周期为：5微秒@33.000MHz

    while(1)
    {        
        if (read_success == 1)              //如果成功读取一帧数据
        {
            //一帧数据接收成功后先根据协议要求进行校验和，验证数据的正确性
            Check_Sum_Handle();

            //如果数据正确，根据接收的数据进行分析获取需要的内容
            if (check_OK)
            {
                /* code */
            }

            read_success = 0;               //读取一帧数据清0
        }
    }
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : GPIO_Init
 *函数功能 : 数据接收引脚初始化
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void GPIO_Init(void)
{
    P1M1 |= 0x01;       //设置数据接收引脚P10为高阻输入模式
    P1M0 &= 0xFE;

    P1PU  &= 0xFE;      //禁止P10端口内部的4.1K上拉电阻
    P1NCS |= 0x01;      //使能端口的施密特触发器
    P1SR  &= 0xFE;      //电平转换速度快
    P1DR  |= 0x01;      //控制端口驱动能力：0-增强驱动能力  1-一般驱动能力
    P1IE  |= 0x01;      //使能数字信号输入
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : Timer0_Init
 *函数功能 : 定时器0初始化，单次定时时间根据协议的最小公差±50us确定
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Timer0_Init(void)
{
	AUXR |= 0x80;		//定时器时钟1T模式
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式:16位自动重载模式
	TL0 = 0x8E;		    //设置定时初值低8位，50微秒@33.000MHz
	TH0 = 0xF9;		    //设置定时初值高8位
	TF0 = 0;		    //清除TF0标志
	TR0 = 1;		    //定时器0开始计时
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : Timer0_isr
 *函数功能 : 定时器0中断处理函数
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Timer0_isr() interrupt 1 //500us定时器
{
    if (start_H_L_Level_timming_flag==1)
    {
        H_L_Level_time_cnt++;     //高低电平维持时间计数变量
    }   
    Receive_Data_Handle();      //接收数据处理，波特率自适应
}



/*******************************************************************************
 *函数名称 : Receive_Data_Handle
 *函数功能 : 接收数据处理
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Receive_Data_Handle(void)
{
    switch (receive_state)                          //检测当前接收数据状态
    {
        case INITIAL_STATE:                         //初始状态，未接收到同步信息，进行同步判断
            if (DATA_REV_PIN == LOW)                //判断接收引脚的电平状态，当读到低电平时，开始计时
            {
                receive_bit_num = 0;                //重置bit位计数器
                receive_data_num = 0;               //重置接收数据个数
                H_L_Level_time_cnt = 0;             //高低电平计时变量清0
                start_H_L_Level_timming_flag = 1;   //开始高低电平计时
                receive_state = SYNC_L_STATE;       //进入读取同步低电平信号状态
            }
            break;
        
        case SYNC_L_STATE:                          //在读取同步低电平信号期间
            if (DATA_REV_PIN == HIGH)               //同步信号低电平检测期间读到高电平
            {
                if (H_L_Level_time_cnt >= SYNC_L_TIME_NUM)//如果同步信号低电平时间>=SYNC_L_TIME_NUM
                {                                       //同步信号低电平时间要>=10ms
                    H_L_Level_time_cnt = 0;         //高低电平计时变量清0
                    receive_state = SYNC_H_STATE;   //进入读取同步信号高电平状态
                }
                else
                {
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态  
                }
            }
            break;

        case SYNC_H_STATE:                          //在读取同步信号高电平期间
            if (DATA_REV_PIN == LOW)                //同步信号高电平检测期间读到低电平
            {
                //判断同步信号高电平时间是否在1ms±100us之间
                if (H_L_Level_time_cnt >= SYNC_H_TIME_NUM_MIN && H_L_Level_time_cnt <= SYNC_H_TIME_NUM_MAX)
                {
                    H_L_Level_time_cnt = 0;         //高低电平计时变量清0
                    receive_state = DATA_REV_STATE; //进入读取数据状态
                }
                else                                    
                {
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }
            }
            else            //如果在同步信号高电平检测期间，时间超过2ms±200us，认为超时
            {
                //判断时间是否超时 2ms±200us
                if (H_L_Level_time_cnt >= LOGIC_CYCLE_NUM_MAX)
                {
                     receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }    
            }
            break;

        case DATA_REV_STATE:          //在读取数据码电平期间
            //逻辑“0”为 1.5ms±150us低电平 + 0.5ms±50us高电平
            //逻辑“1”为 0.5ms±50us低电平 + 1.5ms±150us高电平
            //如何判断当前为逻辑“0”还是逻辑“1”，关键在于寻找共同点
            //方法一：
            //不管是逻辑“0”还是逻辑“1”，周期一样，都是2ms ± 200us
            //可以取中间时间点进行判断，(2ms ± 200us) / 2 = 1ms ± 100us
            //如果还没有读取一个bit位，且时间计数已经>=900us 且 <=1100us
            if ((has_read_bit==0) && (H_L_Level_time_cnt >= HALF_LOGIC_CYCLE_MIN && H_L_Level_time_cnt <= HALF_LOGIC_CYCLE_MAX)) 
            {
                receive_data_buf[receive_data_num] |= DATA_REV_PIN;
                has_read_bit = 1;
            }

            //方法二：
            //不管是逻辑“0”还是逻辑“1”，高低电平维持时间都是以 0.5ms±50us 为基数，
            //1.5ms±150us = 3 * (0.5ms±50us)，所以一个逻辑周期 2ms±200us = (1.5ms±150us) + (0.5ms±50us) = 4 * (0.5ms±50us)
            //所以可以取一个逻辑周期的中间时间断进行判断，即>(0.5ms±50us) 且 <(1.5ms±150us) 这段时间内判断，大于去上公差，小于取下公差
            //所以判断时间范围为 0.5ms+50us ~ 1.5ms-150us = 550us ~ 1350us
//            if ((has_read_bit==0) && (H_L_Level_time_cnt > SHORT_TIME_NUM_MAX) && (H_L_Level_time_cnt < LONG_TIME_NUM_MIX)) 
//            {
//                receive_data_buf[receive_data_num] |= DATA_REV_PIN;
//                has_read_bit = 1;
//            }

            //如果已经读取一个bit位，且时间计数已经>=2ms±200us，说明一个逻辑周期过去了
            if ((has_read_bit==1) && (H_L_Level_time_cnt >= LOGIC_CYCLE_NUM_MIN && H_L_Level_time_cnt <= LOGIC_CYCLE_NUM_MAX))
            {
                H_L_Level_time_cnt = 0;             //高低电平计时变量清0
                has_read_bit = 0;                   //清0，读取下一个bit位
                receive_bit_num++;                  //接收的bit数++
                
                if (receive_bit_num==REV_BIT_NUM)   //如果一个字节8个bit位接收完成
                {
                    receive_data_num++;             //接收的数据个数++
                    receive_bit_num = 0;            //接收bit位个数清0重新接收

                    if (receive_data_num == REV_DATA_NUM)   //如果数据采集完毕
                    {
                        receive_state = END_SIGNAL_STATE;   //进入接收结束低电平信号状态 
                    }  
                }
                else                                //如果一个字节8个bit位还没有接收完成
                {
                    //将接收数据缓存左移一位，数据从低bit位开始接收
                    receive_data_buf[receive_data_num] = receive_data_buf[receive_data_num] >> 1;
                }
            }        
            break;

        case END_SIGNAL_STATE:                              //在接收结束信号低电平期间
            if (DATA_REV_PIN == HIGH)                       //结束信号低电平检测期间读到高电平
            {
                if (H_L_Level_time_cnt >= END_SIGNAL_TIME_NUM)  //如果读到低电平时间>=5ms
                {
                        read_success = 1;                   //一帧数据读取成功
                        start_H_L_Level_timming_flag = 0;   //停止高低电平计时
                        H_L_Level_time_cnt = 0;             //定时器计数值清0
           		        receive_state = INITIAL_STATE;      //接收状态清0  
                }
                else        //如果低电平时间没有5ms
                {
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }  
            }
            else    //结束信号低电平检测期间一直为低
            {
                if (H_L_Level_time_cnt >= SYNC_L_TIME_NUM)  //如果读到低电平时间>=10ms，认为超时
                {                                           //一帧数据发送完成后需要间隔50ms才发送第二帧数据，期间肯定会被拉高
                    receive_state = RESTART_REV_STATE;      //进入重新接收状态
                }
            }
            break;

        case RESTART_REV_STATE:                     //重新接收数据状态
            start_H_L_Level_timming_flag = 0;       //停止高低电平计时
            H_L_Level_time_cnt = 0;                 //定时器计数值清0
            receive_state = INITIAL_STATE;          //接收状态清0    	
            break;
    }
}

/*******************************************************************************
 *函数名称 : Check_Sum_Handle
 *函数功能 : 校验和处理
 *输入参数 : void
 *输出返回 : void
*******************************************************************************/
void Check_Sum_Handle(void)
{
    unsigned char i = 0, checkByte = 0;
    unsigned long checkSum = 0;

    for ( i = 0; i < (REV_DATA_NUM-1); i++)
    {
        checkSum += receive_data_buf[i];
    }
    
    checkByte = (unsigned char)checkSum;

    if (checkByte == receive_data_buf[REV_DATA_NUM-1])  //校验和正确
    {
        check_OK = 1;           //标记校验成功
    }
    else
    {
        check_OK = 0;           //标记校验失败
    }
}

版权声明：本文为CSDN博主「Geek YANG」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/u011350258/article/details/117960319

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