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在嵌入式开发中数据包封装是不可或缺的一环。手动编写协议不仅耗时还容易出错。ProtoFlow 的出现就是为了让数据包封装变得简单、高效、可靠。它不仅占用资源少还能适配多种场景是你项目的理想助手。 项目地址Github仓库https://github.com/nanwanuser/ProtoFlow
项目简介
ProtoFlow 是一个专为数据包封装和解析设计的轻量级协议栈旨在帮助嵌入式开发者快速、高效地处理数据打包需求。无论你的项目使用串口、SPI、I2C还是 CAN 等通信方式ProtoFlow 都能提供灵活、可配置的数据包封装功能让你专注于核心开发而无需为通信细节操心。
为什么选择 ProtoFlow
在嵌入式开发中数据包封装是不可或缺的一环。手动编写协议不仅耗时还容易出错。ProtoFlow 的出现就是为了让数据包封装变得简单、高效、可靠。它不仅占用资源少还能适配多种场景是你项目的理想助手。
ProtoFlow 的核心亮点
专注于数据包封装提供灵活的帧结构支持动态长度数据包最大 256 字节。轻量高效协议栈占用不到 2KB Flash适合资源有限的 MCU。多场景适用支持串口、SPI、I2C、CAN 等多种通信方式的数据包封装。可靠传输可选 CRC16 校验确保数据完整性。简单易用直观的 API 和示例代码快速集成到 STM32 项目中。
ProtoFlow 项目
特性
轻量级协议栈2KB Flash支持动态长度数据包最大 256 字节可配置帧头帧尾默认 0xAA55/0x55AA支持 CRC16 校验可选启用状态机驱动解析9 种解析状态全中断驱动设计零阻塞自动重同步机制多通信方式支持不仅限于串口可扩展到 SPI、I2C、CAN 等适用于多种数据通信场景
快速开始
1. 添加文件到工程
# 复制以下文件到 STM32 工程目录
protoflow.h protoflow.c2. 协议配置protoflow.h
// 帧结构配置
#define FRAME_HEADER 0xAA55 // 2 字节帧头
#define FRAME_END 0x55AA // 2 字节帧尾
#define MAX_DATA_LENGTH 256 // 最大数据长度
#define USE_CRC16 1 // 启用 CRC16 校验0-禁用 1-启用// 硬件抽象声明用户必须实现
void user_transmit(uint8_t *data, uint16_t len); // 通信发送函数支持多种通信方式3. 示例代码集成以串口为例
// main.c
#include protoflow.hint main(void) {// HAL 初始化MX_USART1_UART_Init();protoflow_init(); // 协议栈初始化while(1) {// 主循环处理}
}// 串口接收中断回调
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {if(huart-Instance USART1) {uint8_t data huart-Instance-DR;parse_byte(data); // 字节解析}
}API 说明
数据打包发送
/*** brief 打包并发送数据* param cmd : 命令字1 字节* param data : 有效载荷数据指针* param len : 数据长度0~MAX_DATA_LENGTH* retval 实际发送的数据包长度*/
uint16_t pack_data_transmit(uint8_t cmd, uint8_t *data, uint16_t len);数据解析
/*** brief 解析接收字节将接收到的字节传入解析后在 user_package_handler 中使用数据包* param byte : 接收到的字节*/
void parse_byte(uint8_t byte);回调函数用户实现
/*** brief 完整数据包回调* param cmd : 接收到的命令字* param data : 数据缓冲区指针* param len : 有效数据长度*/
void user_package_handler(uint8_t cmd, uint8_t *data, uint16_t len);典型应用场景
数据发送以串口为例
// 发送温湿度传感器数据
void send_sensor_data(float temp, float humidity) {uint8_t payload[4];// 转换为 16 位整型0.1℃ 精度uint16_t temp_raw (uint16_t)(temp * 10);uint16_t humi_raw (uint16_t)(humidity * 10);payload[0] temp_raw 8;payload[1] temp_raw 0xFF;payload[2] humi_raw 8;payload[3] humi_raw 0xFF;pack_data_transmit(0x01, payload, sizeof(payload)); // 自动发送
}数据接收处理
// 接收控制指令示例PWM 控制
void user_package_handler(uint8_t cmd, uint8_t *data, uint16_t len) {switch(cmd) {case 0xA1: // 电机控制if(len 4) {uint16_t speed (data[0] 8) | data[1];uint16_t duration (data[2] 8) | data[3];set_motor(speed, duration);}break;case 0xA2: // LED 亮度调节if(len 2) {uint16_t brightness (data[0] 8) | data[1];set_led_brightness(brightness);}break;}
}移植指南
必须实现的硬件接口
ProtoFlow 支持多种通信方式用户需根据具体硬件实现发送函数。例如
串口
void user_transmit(uint8_t *data, uint16_t len) {HAL_UART_Transmit(huart1, data, len, 100);
}SPI
void user_transmit(uint8_t *data, uint16_t len) {HAL_SPI_Transmit(hspi1, data, len, 100);
}I2C
void user_transmit(uint8_t *data, uint16_t len) {HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c1, DEVICE_ADDR, data, len, 100);
}配置步骤
在 protoflow.h 中配置协议参数帧头、帧尾、最大数据长度、CRC16 等根据通信方式实现 user_transmit 发送函数实现 user_package_handler 数据回调函数在通信接收中断中调用 parse_byte()如串口接收中断调用 protoflow_init() 初始化协议栈
注意事项
帧结构Header(2) Length(2) Cmd(1) Data(n) CRC16(2) End(2)数据长度字段包含命令字1 字节 数据长度CRC16启用时数据包增加 2 字节校验码DMA 建议使用 DMA 传输时保持缓冲区有效直到发送完成
