S.BUS协议

内容

本篇文章主要是S.BUS协议原理介绍，并实现了arduino输出S.BUS数据。

S.BUS简介

SBUS是一个接收机串行总线输出，通过这根总线，可以获得遥控器上所有通道的数据。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（3.3v）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。

重要的点

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。

这里对于单片机学得不精的人来说特别容易搞混，波特率100000，两位停止位没什么问题。问题在于8位数据位，偶校验，这段话在单片机中却需要这样子表达9位数据位、偶校验。对没有错是9位数据位、偶校验。刚开始编码的时候我就一直卡在了这里，F4的飞控一直识别不了我编码的SBUS信号。原因如下：

如果需要8位数据，无奇偶校验，则数据长度=8
如果需要8位数据，有奇偶校验，则数据长度=9

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
（用普通NPN三极管就可以，我试过可以用8050）

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。

具体协议的格式如下：

C语言

S.BUS协议每帧数据有25字节。每字节含有12个比特，使用1个起始位“0”，8个数据位，1个奇校验位（8个数据位中1的数量为奇数则此位为“1”否则为“0”）两个终止位“1”。采用LSB first方式发送，即最低有效位（二进制数据右侧）先发。
帧头：1111 0000（二进制），帧尾：0000 0000（二进制）。
数据：从第1数据字节起，到第22字节，一共有数据位176个，（11 16=822）它们按照顺序分别是通道1至通道16的舵机控制数据，每个通道占11比特。取值范围是0~2047。
第23字节我管它叫做“功能字节”，第0比特为数字通道1的值，第1比特为数字通道2的值，第2比特为丢帧信息，第3比特为失效保护开关，第4~7比特暂时保留没用。

编码

uint8_t sbus_data[25]={0x0f,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
uint16_t ChValue[16]//通道数据，即遥控器发送过来的PWM
//PWM转SBUS
    // SBUS header
    sbus_data[0] = 0x0F;
    // 16 ChValue of 11 bit data
    sbus_data[1]  = (unsigned char) ((ChValue[0] & 0x07FF));
    sbus_data[2]  = (unsigned char) ((ChValue[0] & 0x07FF)>>8   | (ChValue[1] & 0x07FF)<<3);
    sbus_data[3]  = (unsigned char) ((ChValue[1] & 0x07FF)>>5   | (ChValue[2] & 0x07FF)<<6);
    sbus_data[4]  = (unsigned char) ((ChValue[2] & 0x07FF)>>2);
    sbus_data[5]  = (unsigned char) ((ChValue[2] & 0x07FF)>>10  | (ChValue[3] & 0x07FF)<<1);
    sbus_data[6]  = (unsigned char) ((ChValue[3] & 0x07FF)>>7   | (ChValue[4] & 0x07FF)<<4);
    sbus_data[7]  = (unsigned char) ((ChValue[4] & 0x07FF)>>4   | (ChValue[5] & 0x07FF)<<7);
    sbus_data[8]  = (unsigned char) ((ChValue[5] & 0x07FF)>>1);
    sbus_data[9]  = (unsigned char) ((ChValue[5] & 0x07FF)>>9   | (ChValue[6] & 0x07FF)<<2);
    sbus_data[10] = (unsigned char) ((ChValue[6] & 0x07FF)>>6   | (ChValue[7] & 0x07FF)<<5);
    sbus_data[11] = (unsigned char) ((ChValue[7] & 0x07FF)>>3);
    sbus_data[12] = (unsigned char) ((ChValue[8] & 0x07FF));
    sbus_data[13] = (unsigned char) ((ChValue[8] & 0x07FF)>>8   | (ChValue[9] & 0x07FF)<<3);
    sbus_data[14] = (unsigned char) ((ChValue[9] & 0x07FF)>>5   | (ChValue[10] & 0x07FF)<<6); 
    sbus_data[15] = (unsigned char) ((ChValue[10] & 0x07FF)>>2);
    sbus_data[16] = (unsigned char) ((ChValue[10] & 0x07FF)>>10 | (ChValue[11] & 0x07FF)<<1);
    sbus_data[17] = (unsigned char) ((ChValue[11] & 0x07FF)>>7  | (ChValue[12] & 0x07FF)<<4);
    sbus_data[18] = (unsigned char) ((ChValue[12] & 0x07FF)>>4  | (ChValue[13] & 0x07FF)<<7);
    sbus_data[19] = (unsigned char) ((ChValue[13] & 0x07FF)>>1);
    sbus_data[20] = (unsigned char) ((ChValue[13] & 0x07FF)>>9  | (ChValue[14] & 0x07FF)<<2);
    sbus_data[21] = (unsigned char) ((ChValue[14] & 0x07FF)>>6  | (ChValue[15] & 0x07FF)<<5);
    sbus_data[22] = (unsigned char) ((ChValue[15] & 0x07FF)>>3);
    // flags
    sbus_data[23] = 0x00;
    // footer
sbus_data[24] = 0X00;

解码

#define SIZE_BUFF   (100)//S-BUS协议中遥控器通道数值范围
 
//S-BUS解析函数
int sbus_read_parse(int _fd, uint16_t *val){
    //读取遥控器通道数据
    uint8_t _buf[SIZE_BUFF];
    int len = read(_fd, _buf, SIZE_BUFF);
    if (len < 0)
    {
        return -1;
    }
 
    //略过协议包头、包尾、长度判断过程
 
    //按11bits解析遥控器通道
    val[0] = ((buff[ind + 1] | buff[ind + 2] << 8) & 0x07FF);
    val[1] = ((buff[ind + 2] >> 3 | buff[ind + 3] << 5) & 0x07FF);
    val[2] = ((buff[ind + 3] >> 6 | buff[ind + 4] << 2 | buff[ind + 5] << 10) & 0x07FF);
    val[3] = ((buff[ind + 5] >> 1 | buff[ind + 6] << 7) & 0x07FF);
    val[4] = ((buff[ind + 6] >> 4 | buff[ind + 7] << 4) & 0x07FF);
    val[5] = ((buff[ind + 7] >> 7 | buff[ind + 8] << 1 | buff[ind + 9] << 9) & 0x07FF);
    val[6] = ((buff[ind + 9] >> 2 | buff[ind + 10] << 6) & 0x07FF);
    val[7] = ((buff[ind + 10] >> 5 | buff[ind + 11] << 3) & 0x07FF);
    val[8] = ((buff[ind + 12] | buff[ind + 13] << 8) & 0x07FF);
    val[9] = ((buff[ind + 13] >> 3 | buff[ind + 14] << 5) & 0x07FF);
    val[10] = ((buff[ind + 14] >> 6 | buff[ind + 15] << 2 | buff[ind + 16] << 10) & 0x07FF);
    val[11] = ((buff[ind + 16] >> 1 | buff[ind + 17] << 7) & 0x07FF);
    val[12] = ((buff[ind + 17] >> 4 | buff[ind + 18] << 4) & 0x07FF);
    val[13] = ((buff[ind + 18] >> 7 | buff[ind + 19] << 1 | buff[ind + 20] << 9) & 0x07FF);
    val[14] = ((buff[ind + 20] >> 2 | buff[ind + 21] << 6) & 0x07FF);
    val[15] = ((buff[ind + 21] >> 5 | buff[ind + 22] << 3) & 0x07FF);
 
 
    return 0;
}

参考：https://www.jianshu.com/p/b0b81c45280c
https://blog.csdn.net/qq1113512618/article/details/96628893?biz_id=102&utm_term=sbus&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduweb~default-3-96628893&spm=1018.2118.3001.4187