### Ymodem协议详解与C语言实现 #### 一、Ymodem协议概述 Ymodem协议是一种用于在计算机之间传输文件的通信协议,它基于更早的Xmodem协议进行了改进,提高了传输效率和可靠性。Ymodem协议支持多种数据包大小(如128字节或1024字节),并且可以通过单个会话来传输多个文件。 Ymodem协议的核心特性包括: 1. **数据包结构**:每个数据包由一个包头和数据体组成。 2. **错误校验**:通过CRC校验确保数据完整性。 3. **文件名和文件大小的传输**:允许接收端获取发送端文件的信息。 4. **取消机制**:支持发送过程中断操作。 5. **多文件传输**:可以在一次会话中传输多个文件。 #### 二、Ymodem协议的数据包格式 Ymodem协议的数据包格式如下: - **起始标志**:SOH (1 Byte),表示接下来是128字节的数据包;STX (1 Byte),表示接下来是1024字节的数据包。 - **序列号**:01 (1 Byte) 和 FE (1 Byte)。 - **数据**:128字节或1024字节的数据块。 - **CRC校验码**:1 Byte CRC低字节 + 1 Byte CRC高字节。 #### 三、Ymodem协议的工作流程 Ymodem协议的工作流程可以分为以下几个阶段: 1. **初始化**:发送端发送一个字符 'C' 开始协议,等待接收端确认。 2. **确认**:接收端收到 'C' 后,确认并等待数据包。 3. **数据传输**:发送端开始发送数据包。每个数据包以SOH或STX作为起始标志。 - 如果数据包长度为128字节,则用SOH开始。 - 如果数据包长度为1024字节,则用STX开始。 4. **确认应答**:接收端收到数据包后,进行CRC校验,并发送ACK确认。 5. **循环处理**:发送端继续发送下一个数据包,直到文件传输完成。 6. **结束标志**:发送端发送EOT作为文件传输结束标志,接收端回应ACK确认。 #### 四、Ymodem协议的C语言实现 下面通过一段简化的C语言代码片段来展示Ymodem协议的基本实现过程: ```c #include <stdio.h> #include <string.h> #define MODEM_C 0x43 // 'C' #define MODEM_SOH 0x01 // Start of Heading #define MODEM_STX 0x02 // Start of Text #define MODEM_EOT 0x04 // End of Transmission #define MODEM_ACK 0x06 // Acknowledge #define MODEM_NAK 0x15 // Negative Acknowledge #define MODEM_CANCEL 0x18 // Cancel void Uart_PutChar(char c) { // 模拟串口发送字符 } char Uart_GetChar() { // 模拟串口接收字符 } int main() { char StartChar, TempChar; int WaitTime = 0, ErrorNum = 0; FILE *RecvFile = NULL; // 初始化状态 while(1) { switch(YmodemState) { case YStart: Uart_PutChar(MODEM_C); StartChar = Uart_GetChar(); if (StartChar == MODEM_SOH) { // 接收128字节数据包... } else if (StartChar == MODEM_STX) { // 接收1024字节数据包... } else if (StartChar == MODEM_CANCEL) { printf("文件传输被取消!\n"); return 2; } break; case YDataTrans: StartChar = Uart_GetChar(); switch(StartChar) { case MODEM_EOT: Uart_PutChar(MODEM_ACK); break; case MODEM_SOH: // 处理128字节数据包... break; case MODEM_STX: // 处理1024字节数据包... break; default: // 其他情况... break; } break; case YEOT: // 文件传输结束... break; default: // 其他状态... break; } } return 0; } ``` ### 五、总结 本篇文档介绍了Ymodem协议的主要概念和技术细节,并提供了一个简单的C语言实现示例。Ymodem协议作为一种高效的文件传输协议,在嵌入式系统和远程通信领域有着广泛的应用。理解其工作原理可以帮助开发者更好地设计和实现文件传输功能。
YModem协议是由XModem协议演变而来的,每包数据可以达到1024字节,是一个非常高效的文件传输协议。
数据包开始信号SOH/STX 1Byte
发送序号 01 1Byte
发送序号补码FE 1Byte
数据区 128/1024Byte
CRC高字节 1Byte
CRC低字节 1Byte
1、开启是由接收方开启传输,接收方发送一个字符'C',然后进入等待(SOH)状态,如果没有回应,就会超时退出。
2、发送方开始时处于等待过程中,等待字符'C'。发送方收到'C'后,发送第一帧数据包,内容如下:
SOH 00 FF Foo.c NUL[123] CRC CRC (Foo.c为文件名,NUL[123]补0)
进入等待(ACK)状态。
3、接收方收到第一帧数据包后,CRC校验满足,则发送ACK。
4、发送方接收到ACK,又进入等待“文件传输开启”信号,即重新进入等待“C”的状态。
上面接收方只是收到了一个文件名,现在正式开启文件传输,Ymodem支持128字节和1024字节一个数据包。128字节以(SOH)开始,1024字节以(STX)开始。
5、接收方又发出一个字符'C',开始准备接收文件。进入等待“SOH”或者“STX”状态。
6、发送方收到字符'C'后,开始发送第二帧,第二帧中的数据存放的是第一包数据。内容如下:
(SOH/STX)(01序号)(FE反码)(128/1024字节数据)(CRC校验),等待接收方“ACK”。
7、接收方收到数据后,发送一个ACK,然后等待下一包数据传送完毕,继续ACK应答。直到所有数据传输完毕。…
8、数据传输完毕后,发送方发EOT,第一次接收方以NAK应答,进行二次确认。发送方收到NAK后,重发EOT,接收方第二次收到结束符,就以ACK应答。最后接收方再发送一个字符'C'开启另一次传输,发送方在没有第二个文件要传输的情况下,发送如下数据:SOH 00 FF 00~00(共128个) CRCH CRCL,接收方应答ACK后,正式结束数据传输。
二、程序代码编写
1、主流程设计
在命令识别程序中,当用户输入“fsend path”,表明要传输文件到目标路径path的时候,调用fsend命令处理程序。
在命令处理程序中,主要做了两件事:
FIL RecvFile;
YMODEMINFO YmodemDev;
FilePtr = (u8 *)argv[1];
YmodemRes = Ymodem_RecvFile ( &YmodemDev, &RecvFile ); //提供Ymodem信息和文件结构体,这个函数将处理与超级终端通信过程,并将接收到的数据通过文件系统写入指定位置。
2、Ymodem_RecvFile流程设计
与超级终端通过Ymodem协议处理的过程借用了状态机编程的思路。并在一个循环中处理通信过程。
状态机分三种状态:通信起始阶段、数据传输阶段、结束传输状态。
while (1){
switch ( YmodemState ){
case YStart: { //通信起始阶段
Uart_PutChar(MODEM_C); //发起始信号
StartChar = Uart_GetCharInTime(100,&Error);//ucos是每秒100个tick,100表示1s,每次等待1s钟。发生超时重发“C”
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