如何将十六进制字符串转换为可读的数字/十进制表示（来自 RS485 串行设备的压力读数响应）

Question

所以我正在努力将这个离子计（设备读取腔室内的压力）从 ASCII 协议转换为二进制协议（尽管它实际上是通过十六进制进行通信的）。 该设备通过 RS485 串行通信与我们的 PC 连接。 我目前正在使用 javascript 来发送和接收我的 ASCII 协议命令。

发送的命令和从设备接收的响应都有一种格式。 Length of command send to device = length of response returned

向单元发送命令：

Byte 0: '!' (hex 0x21) <-- start character
Byte 1: '1' (hex 0x01) <-- address of unit, this is a constant
Byte 2: '2' (hex 0x02) <-- command byte value, this will change as you change commands
Byte 3: '0' (hex 0x00) <-- dont care UNITS
Byte 4: '0' (hex 0x00) <-- dont care data 1
Byte 5: '0' (hex 0x00) <-- dont care data 2
Byte 6: '0' (hex 0x00) <-- dont care data 3
Byte 7: '0' (hex 0x00) <-- dont care data 4
Byte 8: 183 (hex 0xB7) <-- CRC - Carriage return - Not actually typed by user

For testing, this command is physically sent through a serial terminal as: 
'0x21 0x01 0x02 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0xB7'

收到单位的回复：

Byte 0: '*' (hex 0x2A) <-- start character
Byte 1: '1' (hex 0x01) <-- address of unit, this is a constant
Byte 2: '2' (hex 0x02) <-- command byte value, this will change as you change commands
Byte 3: '0' (hex 0x00) <-- UNITS: 0=Torr, 1=Pascals, 2=mBAR
Byte 4: '0' (hex 0x00) <-- floating point byte 1
Byte 5: '0' (hex 0x00) <-- floating point byte 2
Byte 6: '0' (hex 0x00) <-- floating point byte 3
Byte 7: '0' (hex 0x00) <-- floating point byte 4
Byte 8: 148 (hex 0x94) <-- CRC - Carriage return

This response is received as: '2A 01 02 00 00 00 00 00 B7' 
or '0x2A 0x01 0x02 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0xB7'
(not sure if that's how it actually responds, or if my terminal program automatically formats for readability)

因此，我目前正在通过 ASCII 协议与该设备进行通信，如果我想使用 ASCII 命令实现上述目的，我会发送例如“#01RDS”来读取压力，我会收到类似“9.36e-8”的值”作为我的回应。 我正在切换到二进制协议/十六进制命令，因为使用该方法有更多有用的命令可用。 我应该如何切换到这种十六进制代码通信？ 我正在使用 node.js、vue.js、HTML 和 CSS 在 Electron 中编写的 GUI 中使用此代码。 我只是希望能够将来自设备的响应正确转换为可读格式，我可以根据这些响应中的小数点值轻松使用该格式执行操作/触发功能。 我不确定如何处理数据，因为它以2A 01 02 00 00 00 00 00 B7格式出现。 我希望程序按照以下思路思考：

 - Check if the first byte (byte 0) contains the start character '!' --> Byte0 = 2A --> Proceed
  - Check Byte3 units, if 0 --> units = Torr, Proceed
  - Check and store values of Byte4-Byte7
  - Convert Hex values of floating point bytes4-7 to Decimal,   etc

如果有人对我如何解决这个问题有任何建议，我将不胜感激。 有关通信如何工作的更多信息，请参阅下面的手册。

链接到我正在使用的特定设备的操作手册： https://www.lesker.com/newweb/gauges/pdf/manuals/392usermanual.pdf : https://www.lesker.com/newweb/gauges/pdf/manuals/392usermanual.pdf

*PDF pg. 59: RS485 Serial Communicatoins - Binary Protocol
*PDF pg. 61: Notes when using Binary Protocol
*PDF pg. 62: RS485 Commands Summary

Answer 1

回答标题中的问题：

1. 如果hexString是一串十六进制数字对，

    let binArray = hexSring.match(/../g).map( hex=> parseInt(hex,16));

   使用逆逻辑将字符串转换为 [0-255] 范围内的无符号整数数组

2. 如果binArray是 [0-255] 范围内的无符号整数数组，

    let hexString = binArray.map( byte=>byte.toString(16).padStart(2,'0')).join('');

   将数组转换为从数组的第一个条目开始的十六进制字符对字符串。

他们需要吗？

该答案最初描述了二进制协议消息被转换为十六进制数字对流，以便通过 RS-485 通信链路进行传输。 这是基于问题报告说压力表的（某种）十六进制输出显示在终端上，以及手册第 59 页的附加注释说

2. 发送到单元和从单元接收的消息以十六进制发送，...

对此答案的评论指出，手册中的其他地方记录了二进制协议“消息”，就好像直接通过 RS485 链接作为二进制字节发送一样，没有转换为十六进制。

我同意这可能是“以十六进制发送”的情况，意思是“以二进制字节发送”，上面的二进制/十六进制转换仅供参考。

更多关于二进制协议

1. 二进制消息是由 8 个二进制位字节（或“八位字节”）组成的序列，以从前面的消息字节计算的 8 位循环冗余校验字节结束。 （CRC 值的一个属性是将 CRC 计算应用于整个消息，包括末尾的 CRC8 字节，如果没有发生传输错误，则结果为零。）

2. 回车似乎是 ASCII 协议的一部分，我发现手册中没有提到它们在二进制消息中的使用（请在实践中重新检查）。

3. 回复的预期长度与发送的相同。

4. 如果一个二进制字节代表一个 ASCII 字符，它的数值就是该字符的 ASCII 字符代码。 例如

   '*'.charCodeAt(0)

   将星号转换为数字 42（十进制），并且

   String.fromCharCode( 42)

   将数字 42 转换为星号。

5. 转换浮点数比较棘手。 我在片段中使用的方法是将 4 个浮点字节值放入Uint8类型数组，然后使用数组缓冲区创建一个Float32类型数组，从中可以检索第一个元素作为（浮点）数字. 正确性取决于 fp 字节在消息中的顺序（小端或大端），并且用零测试不会显示哪个 - 您可能必须颠倒 JavaScript 的字节顺序（希望不是）。 使用DataView可能是另一种方式。 我还假设仪器使用与 JavaScript 相同的标准提供 32 位浮点值（它们已经存在了一段时间）。

此示例着眼于解码收到的消息示例，十六进制2A0102000000000094 。 CRC8 函数已从手册中提供的 C 版本转换而来，并修改为接受字节值数组并计算调用中提供的所有字节的 CRC：

 function calculate_CRC8( uint8Array) { var CRC_Value; var Counter; var BitCounter; var XOR_Byte; var TransmitByte; // Initialize the local variable. CRC_Value = 0xFF; // Calculate the CRC. for(Counter = 0; Counter < uint8Array.length; Counter++) { TransmitByte = uint8Array[ Counter]; BitCounter = 8; while(BitCounter != 0) { BitCounter--; XOR_Byte = TransmitByte ^ CRC_Value; if((XOR_Byte & 0x80) != 0) { CRC_Value ^= 0x0E; CRC_Value <<= 1; CRC_Value |= 1; } else{ CRC_Value <<= 1; } // Left shift the calculation byte. TransmitByte <<= 1; // keep CRC to 8 bits (not needed in C) CRC_Value &= 0xff; } } // Return the calculated CRC value. return(CRC_Value); } /********** Example to check received message ********/ // Only if Encoded as Hexadecial digits: // let hexReceived = "2A0102000000000094"; // without <CR> // convert hexString to 8 bit integers in range [0, 255] // let binReceived = hexReceived.match(/../g).map( hex=> parseInt(hex,16)); let binReceived = [0x2a, 1, 2, 0,0,0,0,0, 0x94]; // binary protocol byte values console.log( "binReceived: ", binReceived) // check CRC of binary bytes, including sent CRC, reduces to zero let CRC = calculate_CRC8( binReceived); if( CRC) { // handle Error throw new Error( "bad CRC at end of " + hexReceived); } // extract fp value let bytes = binReceived.splice (4,4); // 4 byte Array // reverse byte order if in wrong order!!!! let buffer = Uint8Array.of.apply(Uint8Array, bytes).buffer; console.log( "buffer: ", buffer) let fp = new Float32Array( buffer) [0]; console.log( "message start '%s', address %s, command %s, units %s, value %s", String.fromCharCode(binReceived[0]), binReceived[ 1], binReceived[ 2], ["TORR", "PASCALS", "mBAR"][ binReceived[3]], fp ); /************* Example to encode a command to send *********/ // Example command to read gauge 1's IG pressure let cmdBytes = [ '!'.charCodeAt(0), // start character 1, // instrument address 2, // Read IG Pressure command 0, // xx units 0,0,0,0 // xxxxxxxx float32 value (zero) ]; // calculate and add CRC cmdBytes.push( calculate_CRC8( cmdBytes)); console.log("/* Send command example*/"); console.log("Bytes to read IG pressure from gauge 1: ", cmdBytes); // send cmdBytes to the gauge...

要使用上面的calculateCRC8 JavaScript 函数发送命令，

• 将命令的二进制字节组合在一个没有 CRC 的数组中，
• 通过使用仅包含命令字节的数组调用calculateCRC8命令字节的 CRC - 返回值是它们计算出的 CRC8 校验值。
• 将 CRC8 值附加到数组中，
• 将所有数组字节发送到仪器。