基于串行连接的半双工通信：如何避免比特错误？

1. 硬件接线与流控引脚配置 #

• 确认USB-RS485转换器的DE（发送使能）和RE（接收使能）引脚已短接（半双工模式下必须如此）。
• 将Raspberry Pi的串行端口RTS引脚与转换器的DE/RE引脚相连，通过RTS电平切换收发状态：高电平触发发送，低电平切换为接收。
• 检查RS485差分线接线：确保两台设备的A（+）端相连，B（-）端相连，GND共地，无需像RS232那样交叉TX/RX引脚（RS485为差分传输模式）。

2. 串行端口软件配置 #

使用stty命令配置串口参数，强制启用RTS流控来自动切换收发状态：

# 配置波特率9600，8位数据位，无校验，1位停止位，启用RTS硬件流控
stty -F /dev/ttyUSB0 9600 cs8 -cstopb -parenb crtscts

• 若转换器不支持自动RTS流控，可在应用程序中手动控制RTS引脚电平：发送前拉高RTS，发送完成后拉低RTS（具体实现可通过Python的pySerial库或C语言的termios接口）。

3. 应用层实现介质访问控制（MAC） #

半双工通信的核心是避免同时发送，可通过以下两种机制实现：

• 主从通信模式：指定一台Raspberry Pi为主设备，另一台为从设备。只有主设备主动发起通信请求，从设备仅在收到请求后回复，从设备不得主动发送数据。
• CSMA/CA协议：发送前先监听总线状态（通过读取串口是否有数据输入判断总线是否空闲），若总线空闲则发送；若检测到总线忙，则等待随机时长后重试，避免冲突。

4. 额外调试建议 #

• 使用串口调试工具单独测试单方向通信，确认硬件和基础配置正常：

  # 在一台设备上监听串口
  screen /dev/ttyUSB0 9600
  # 在另一台设备上发送测试数据
  echo "test" > /dev/ttyUSB0
  

• 检查总线终端电阻：若通信距离超过10米，需在总线两端（仅两端）添加120Ω终端电阻，减少信号反射导致的比特错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user20278411