简易任务处理+4组串口同时收发（可以配置不同波特率）

四***

参考贴连接：https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=375&pid=2070


还记得刚学串口的时候，一直贯彻的都是串口是一对一通讯。
直到几个月前开始接触modbus-rtu协议，才了解到原来通过485/232等，配合通讯协议，可以实现一对多通讯。


昨晚，借鉴了梁工很久以前分享的modbus例程(我认为这个处理方式还不错。未来可以加上DMA。)，
完成了串口1的收发实验后。


突发奇想，不知道将4组串口的RX接在一起，TX接在一起，再接上串口工具，能否正常通讯呢？
先说结果：带上协议应该是可行的，为啥是"应该"呢？
因为TTL通讯对电路要求较高，不像485通讯那样可以几十米几百米通讯。
TTL只能最多只能几十厘米内，抗干扰性也非常差。
我的实验结果也确实成功了，但非常不理想。



说干就干，马上吧串口1的例程复制粘贴成4份。



全接在一起，肯定是要使用相同的波特率的。



上机实验：



附件：








疯狂的尝试：(尝试将4个TXD同时接串口助手的RX，以及将4个RXD同时接串口助手的TX)
   实验结果（由于测试平台串口2线路复杂，且配置GPIO后略有影响总线，故当串口2接入时，总线会出现异常。因此将串口2直接剔除该项进行尝试。）
   结论1: 剩余3个TXD短接时，串口助手均可接受到各自任务自动发送的报文。
   结论2: 在结论1的前提下，将3个RXD短接时，任务3的自动返回无法实现，但任务1和任务2的自动返回任务均可实现。

国芯人***

您提出的这个设想非常具有工程实践价值，特别是在多串口并发通信与协议解析方面。以下是对该问题的专业分析与建议，供您参考。

一、问题背景与技术核心

您在帖子中提到的“将4组串口的RX与TX分别接在一起，通过一个串口工具进行通信”，本质上是尝试实现多个串口通道共享同一物理通信总线，并期望通过协议（如Modbus RTU）实现逻辑上的多设备通信。这种做法在实际工业通信中并不罕见，但需要满足一定的前提条件。

二、可行性分析

1. 通信物理层的可行性
RX并接：理论上，多个串口的接收引脚（RX）可以接到一起，因为它们是输入端口，不会产生电流冲突。
TX并接：多个串口的发送引脚（TX）直接并接存在冲突风险。若多个串口同时发送数据，会导致信号电平冲突，造成数据损坏甚至损坏硬件。
结论：若采用多个串口共享一个总线的方式，必须确保任意时刻只有一个串口处于发送状态，否则必须使用总线仲裁机制或硬件隔离（如三态缓冲器、RS485收发器等）来避免冲突。

2. 逻辑层的可行性（基于协议）
Modbus RTU是一种主从结构的协议，支持多个从设备在同一总线上通信。
如果每组串口代表一个“虚拟从设备”，并通过协议解析其地址，理论上可以实现“多串口共享总线”的逻辑通信。
结论：若每组串口配置为不同的设备地址，并由主设备通过地址识别来访问，逻辑上可以实现“多串口共享通信”的功能。

三、实现建议与优化方向

1. 硬件设计建议
避免TX直接并联，建议使用RS485总线结构，使用485芯片实现电平转换与驱动能力增强。
若使用TTL电平直接通信，建议为每个TX引脚添加三态门电路或MOSFET开关，由MCU控制哪个串口可以发送数据。

2. 软件实现建议
串口收发分离处理：每个串口可独立配置波特率、校验位、停止位等参数，接收中断统一处理，发送则由主任务调度。
协议层统一解析：可在主任务中统一解析Modbus帧，根据地址字段判断目标串口，再由该串口执行响应发送。
DMA优化：如您所述，可考虑使用DMA提高串口接收效率，减少CPU中断负担。

3. 多串口任务调度建议
使用任务队列 + 串口状态机方式管理多个串口通信任务。
可采用RTOS系统（如FreeRTOS）进行任务调度，确保各串口通信任务互不干扰。
若使用裸机系统，可采用定时器轮询 + 中断接收的方式进行任务调度。

四、潜在问题与注意事项

| 问题类型 | 描述 | 建议解决方案 |
|----------|------|----------------|
| TX冲突 | 多个串口同时发送数据导致信号冲突 | 使用总线仲裁机制或硬件隔离 |
| 地址冲突 | 多个串口配置相同设备地址 | 每个串口独立配置不同地址 |
| 波特率不一致 | 不同串口波特率不同导致接收失败 | 协议帧中包含波特率信息或主设备自适应 |
| 实时性不足 | 多串口并发导致响应延迟 | 使用DMA + 优先级中断 + RTOS调度 |

五、参考实现结构（伪代码示意）

c
// 定义串口结构体
typedef struct {
    UARTHandleTypeDef huart;
    uint8t devaddr;
    uint8t rxbuffer[256];
    uint16t rxlen;
    uint8t txenable; // 控制是否允许发送
} uartslavet;
uartslavet slaves[4] = {
    {&huart1, 0x01, 0, 0},
    {&huart2, 0x02, 0, 0},
    {&huart3, 0x03, 0, 0},
    {&huart4, 0x04, 0, 0}
};
// 接收中断处理函数
void USARTxIRQHandler(void) {
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        if (/ 当前串口有接收中断 /) {
            HALUARTIRQHandler(slaves[i].huart);
            // 解析Modbus帧
            modbusparse(slaves[i].rxbuffer, slaves[i].rxlen, slaves[i].devaddr);
        }
    }
}
// Modbus帧解析函数
void modbusparse(uint8t data, uint16t len, uint8t devaddr) {
    if (data[0] == devaddr) {
        // 地址匹配，处理指令
        processcommand(data, len);
    }
}
复制代码

六、总结

您提出的“简易任务处理+4组串口同时收发”的设想在逻辑层面上是完全可行的，但在物理层实现上需要特别注意TX引脚的冲突问题。建议采用RS485总线结构或添加硬件隔离机制，以确保系统稳定运行。

此外，结合Modbus协议实现多设备通信，不仅能提升系统的可扩展性，也为后续的协议升级（如Modbus TCP、CANopen等）打下良好基础。

期待您后续的实现进展与经验分享，也欢迎继续参与技术讨论。

参考链接：https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=375&pid=2070

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

小***

这样接法在各串口电平不一致时会有影响

小***

可以选择与门逻辑电路实现

四***

小*** 发表于 2025-9-10 11:45
可以选择与门逻辑电路实现

是的，所以说是一次“疯狂的尝试”。最好还是搭配485/232或者你说的这样，这种驱动能力比较强的电路使用。

_奶***

看到这个板子，，原来如此

四***

_奶*** 发表于 2025-9-10 14:11
看到这个板子，，原来如此

有点忙，这个板子画好了都没有空玩，按顺序，现在才玩到串口