遥控器协议S-BUS 来自知乎沈阳无距科技

杰罗姆

无人机中级篇：第十讲：遥控器协议S-BUS
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今天我们来一起学习遥控器常见通讯协议S-BUS的解析方法。S-BUS其实是一种串口通信协议，采用100000的波特率，数据位点8bits，停止位点2bits，偶效验，即8E2的串口通信。但是S-BUS采用的是反向电平传输，也就是说，在S-BUS的发送端高低电平是反向的，协议中的所有高电平都被转换成低电平，协议中的所有低电平都被转换成高电平。所以在S-BUS的接收端需要增加一个高低电平反向器来进行电平反转，如下图：

实际上，我们使用的Pixhawk飞控板上已经集成了这个反向器，所以对于使用Pixhawk的用户来说，可以忽略掉S-BUS的反向机制，但是对于其它没有集成S-BUS反向器的硬件平台上，就需要使用者增加一个反向器来处理数据，否则将无法读取协议数据。

另外，100000的波特率并不是标准的波特率，这在一些只支持标准波特率的系统上无法实现，好在Nuttx支持自定义的波特率，我们可以通过对设备节点的配置实现波特率的设定。在Pixhawk IO上，S-BUS总线的设备节点为/dev/ttyS2，于是我们可以编写一个程序对这个串口节点的波特率进行配置：

设置好波特率就可以对标准文件设备进行读取了，也就是通过read()函数来读取串口当中的数据。S-BUS协议在传输过程中还有两种不同的传输模式：

1）高速模式：数据发送周期为4ms，发送频率为250Hz；

2）低速模式：数据发送周期为14ms，发送频率为71.4Hz。

S-BUS协议数据格式如下：

需要注意的是S-BUS中用11bits来表示一个遥控器通道的数值，22个字节就可以表示16通道（8 × 22 = 11 ×16）。11个bit可以表示的数值范围为0～2047。例如：我们的遥控器前4个通道数值分别为200、300、400和500，其它通道都为0。它们的二进制数据分别为：

200： 000 1100 1000

300： 001 0010 1100

400： 001 1001 0000

500： 001 1111 0100

其它通道都为：0

S-BUS的16个遥控器通道，每一个通道用11个bit表示，那么这16个通道的二进制数值拼接起来则为：

0001 1001 0000 0100 1011 0000 1100 1000 0001 1111 0100

[0F] 19 04 B0 C8 1F 40 …… 00 [00]

实际上遥控器发送每一个通道的数值在200~1800之间，用来表示遥控器通道的所有数值。但是PX4飞控程序中有效的通道值范围通常是1000～2000，所以就需要将原始数值进行一次转换。接下来我们就来编写S-BUS协议解析的驱动程序：

当然，我们需要在驱动程序中启动一个线程来读取并解析S-BUS协议，此进程将使用循环的方式调用int sbus_read_parse(int _fd, uint16_t *val)函数，之后将val数组中的内容使用input_rc.msg消息发布到uORB总线上为其它进程所使用。

路龙

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