dshot协议数据帧格式
非常好 👍
我们来系统讲一下 DShot（Digital Shot）协议 的 数据帧格式 —— 这是一个专门为 无刷电机（Brushless Motor）电子调速器（ESC） 设计的数字通信协议，用来替代早期的 PWM、OneShot、MultiShot 等模拟信号。
🧩 一、DShot 简介
DShot = Digital + Shot，由 KISS/Betaflight 团队推出，目的：
- 让电机控制更精准、低延迟；
- 避免模拟 PWM 信号存在的误差、漂移；
- 提供CRC 校验来防止信号误触发。
DShot 是一种**单线、单向（也可双向）**的 数字协议，通过 MCU 的 GPIO 直接输出定时波形（通常使用 DMA + 定时器输出）。
⚙️ 二、数据帧结构（DShot150/300/600/1200 均相同）
每一帧固定为 16 位（bit）：
|<---- 11 bits ---->|<- 1 bit ->|<- 4 bits ->|
| Throttle | Telemetry | CRC(4bit) |
1️⃣ Throttle（油门值 / 命令码）[11 bits]
-
范围：
0 ~ 2047 -
含义：
0表示电机停止1 ~ 47：保留，用作命令（非油门）48 ~ 2047：有效油门值（线性控制电机输出）
| 值范围 | 含义 |
|---|---|
| 0 | 电机关闭 |
| 1–47 | 特殊命令（例如反转、保存设置、蜂鸣器等） |
| 48–2047 | 油门值（48=最低油门） |
2️⃣ Telemetry（遥测标志）[1 bit]
0= 不请求遥测1= 请求 ESC 返回遥测数据（电流、电压、转速、温度等）
⚠️ 双向 DShot 模式（如 DShot600 bidir）时才会用到此位。
3️⃣ CRC（校验）[4 bits]
- CRC = 对前 12 位（Throttle + Telemetry）进行 4-bit 校验。
- 算法是简单的异或混合校验：
uint8_t dshot_crc(uint16_t value)
{uint8_t crc = 0;for (int i = 0; i < 3; i++) {crc ^= (value >> (i * 4)) & 0xF; // 每4位异或}return crc & 0xF;
}
📶 三、信号波形编码方式
DShot 的每个 bit 都是通过不同的高电平时间表示的（数字编码方式）：
| Bit | 高电平时间占比 | 低电平时间占比 |
|---|---|---|
1 | 约 75% 高电平 | 25% 低电平 |
0 | 约 37.5% 高电平 | 62.5% 低电平 |
例如（以 DShot600 为例）：
-
每 bit 总时长 = 1.67 µs；
- Bit1：高电平 ≈ 1.25 µs
- Bit0：高电平 ≈ 0.625 µs
这就要求输出定时非常精准，因此 MCU 通常使用 定时器 + DMA 自动输出。
🔢 四、完整帧示例
假设发送油门值 = 100，Telemetry = 1：
Throttle: 000001100100 (100)
Telemetry: 1
组合12位: 0000011001001
CRC(4bit): 0110
最终帧16位: 00000110010010110
发送顺序：MSB 先发。
⚡ 五、不同速率版本
| 版本 | Bitrate (bps) | 每帧周期 (µs) | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| DShot150 | 150k | ~106 | 慢，兼容性好 |
| DShot300 | 300k | ~53 | 平衡性能 |
| DShot600 | 600k | ~26 | 常用 |
| DShot1200 | 1200k | ~13 | 高速，需硬件支持 |
🧠 六、DShot 命令示例（油门值 < 48）
| 命令值 | 含义 |
|---|---|
| 1 | 电机反转方向 |
| 2 | 反转方向永久保存 |
| 3 | 蜂鸣器启用 |
| 4 | 停止蜂鸣器 |
| 5 | 保存设置 |
| 6 | 启用 3D 模式 |
| 7 | 禁用 3D 模式 |
📡 七、双向 DShot（Bidirectional DShot）
在常规单向 DShot 中，信号仅从 MCU → ESC。
双向模式下，MCU 在发送一帧后，会在指定时隙切换为输入模式接收 ESC 返回的遥测数据（RPM、电流、电压等）。
- 常见：Bidirectional DShot300 / DShot600
- 用于实时转速反馈，实现闭环控制（如 RPM 过滤器）。
✅ 总结
| 字段 | 位宽 | 说明 |
|---|---|---|
| Throttle / Command | 11 bits | 油门值或命令码 |
| Telemetry | 1 bit | 遥测请求标志 |
| CRC | 4 bits | 校验 |
| 合计 | 16 bits | 一帧固定长度 |
是否希望我帮你画一张 DShot16 位帧结构图 + 波形时序图（带高低电平比例标注）？这样更直观。
是的 ✅，
在 DShot 协议中——
低 4 bit（最低 4 位）确实是 CRC 校验位。
具体结构如下（从高位到低位发送）：
|<----- 高位在前 MSB ----->|
[15:5] [4] [3:0]
Throttle Telemetry CRC
也就是说：
| 位区间 | 位数 | 含义 |
|---|---|---|
| bit15–bit5 | 11 bits | 油门值 / 命令码（Throttle / Command） |
| bit4 | 1 bit | Telemetry 请求位 |
| bit3–bit0 | 4 bits | CRC 校验位（对前 12 位计算） |
🧮 CRC 计算方式（4-bit）
CRC 对前 12 位（Throttle + Telemetry）进行计算：
uint8_t dshot_crc(uint16_t value)
{uint8_t crc = 0;for (int i = 0; i < 3; i++) {crc ^= (value >> (i * 4)) & 0xF; // 每4位异或}return crc & 0xF; // 保留低4bit
}
例如：
假设要发送的 12 位数据（Throttle + Telemetry）是：
0b0000011001001
分为三组：
0000 0110 0100 1xxx （补齐为 12 位）
异或后得到 4bit CRC，比如 0110，
则最终 16bit 帧为：
0000 0110 0100 1 0110
→ 低 4 bit 0110 就是 CRC 校验码。
所以总结一句：
✅ DShot 帧的 最低 4 位 是 CRC 校验位，用于检测前 12 位（油门 + 遥测位）是否正确。