串行端口未正确刷新

Posted 2023-02-23

【中文标题】串行端口未正确刷新

【英文标题】：Serial Port not being flushed properly

【发布时间】：2017-04-28 13:20:37

【问题描述】：

我有一个 RPi （是的，我知道，也许有人认为这属于 RPi 站点，但我认为它一般与 Linux 有关，所以 *** 是正确的地方） m 使用 Python3 和 pySerial 通过 MAX485 在一些 Arduino 之间进行通信。这或多或少有效，因为我发现我需要做一些奇怪的解决方法才能让一切“正常”工作。

如果我发送数据：

GPIO.output(23, 1) # Pulling transmit pin high to send
comport.write("Some data".encode()) # Writing data
comport.flush() # Flushing the buffer
GPIO.output(23, 0) # Pulling pin down to receive

Arduino 接收到数据并立即做出响应，但由于 pySerial 不知何故还没有准备好，它什么都没有回来，我们有一个丢失的数据包。

但是，如果我这样尝试：

GPIO.output(23, 1)
comport.write("Some data".encode())
time.sleep(.001) # Add some delay of only 1ms
comport.flush()
GPIO.output(23, 0)

然后数据被发送和接收。这让我想到一个问题：flush 命令是否工作正常？我试了一下：

GPIO.output(23, 1)
comport.write("Some data".encode())
time.sleep(.001) # Add some delay
# -- No flush --
GPIO.output(23, 0)

令人惊讶的是它也有效。似乎睡眠“取代”了flush 命令。

为什么 pySerial 的缓冲区没有刷新？我知道，这可能是一种方法，但sleep 只会添加（通常）不必要的代码位，导致整个代码等待（超过 500 行），这不是很棒。

我已经在网上搜索了，有人说是 USB TTL Adapter 不支持flushing（这里不是这种情况，这个是板载的），其他人说可能是 Linux 内核错误，所以对我来说没有任何意义。

如果有人能解释为什么 flush 命令不起作用以及如何让它起作用（如果有办法的话），我和这个问题的每一位未来访客都会很高兴。

【问题讨论】：

运行的波特率是多少？您不清楚这里使用的是什么 GPIO23。

@StephenRauch You are not clear what GPIO23 is being used for here. -> max485 芯片的传输引脚。

【参考方案1】：

您没有具体说明，但我认为假设您在半双工模式下使用 MAX485 是公平的。如果是这种情况，那么您尝试执行的操作将无法可靠地工作。

有什么问题？

半双工通信使用same pair of wires 在任一方向进行传输。但一次只能传输一个端点。因此，这需要某种方式来协调当前正在传输的人。

我相信你对这里的问题有一个很好的总结：

Arduino 接收到数据并立即做出响应，但由于 pySerial 不知何故还没有准备好，它什么都没有回来，我们有一个丢失的数据包。

不过不是PySerial没准备好，是你的MAX485，还有GPIO-23的状态。

一切都在时机上

这是一张来自 Moxa 在 Half Duplex 485 上的出色技术说明的图片，标题为 The Secrets of RS-485 Half-duplex Communication

这张图显示你需要在适当的时候改变GPIO-23（图中的MASTER-RTS）的状态，否则你的通讯会失败。该技术说明值得完整阅读，我相信它很好地描述了您面临的挑战。

我该如何解决？

答案是，视情况而定。您的问题可能是太早或太晚切换 GPIO-23。如果可能，最简单但性能最低的方法是让您的 Arduino 在响应之前等待一段时间。这将允许您sleep() 确保您的数据包已完成传输，然后在 Arduino 开始响应之前切换 GPIO-23 的状态。

如果此解决方案不可行或不可取，那么您将需要研究驱动 GPIO-23 的其他方法。在 SW 中还有许多其他方法可以做到这一点，有些方法会比其他方法更好。但请注意，仅使用 python 代码来切换 GPIO-23 线永远不会 100% 可靠。如果需要高可靠性，几乎肯定需要某种硬件辅助。

最后一点，除非需要 RS-485，否则您可以考虑使用 RS-422 甚至 RS-232 的全双工。

【讨论】：

不幸的是，RS-485 已经内置在我的应用程序中，无法更改为另一个。我会尝试用其他方式切换引脚...

【参考方案2】：

对于pyserial，您可以设置 write_timeout 和 timeout（用于读取）参数，如果不设置为零，写入和读取操作将阻塞。

因此，如果您不设置 write_timeout 参数，则写入操作的默认行为是阻塞，直到您的数据发送到硬件。你不需要刷新数据，这个函数不会做任何事情。

现在这取决于您的配置外观以及您用于通信的内核驱动程序。

如果您使用的是 RPi 的嵌入式 UART 端口，则阻塞的写入操作应等到所有数据真正推出。否则，这可能是错误配置的内核驱动程序或错误。

如果您使用的是 FTDI 芯片之类的 USB 到 UART 转换器，那么在数据传输到芯片后，被阻止的写入操作将返回。这意味着当 write 函数返回时，数据可能没有被这个 ic 完全传输。

如何处理这个问题（您需要一台示波器）： 1. 检查 tx 引脚置位和传输开始之间的延迟。 2. 检查置低 tx 引脚和传输结束之间的延迟。

对于小数据包，它可能有助于提高波特率。

此外，您应该考虑使用硬件驱动的 tx 启用电路。 可以将多个 FTDI 芯片配置为具有这样的行为（必须将适当的引脚连接到 tx enable）。