微控制器和pyserial之间的双向通信

Question

我正在使用 Python 2.5.4 和 Windows 7。

我正在尝试创建一个使用 pygame 从微控制器传输和接收信息的程序。当微控制器仅将数据写入 pygame 时，此代码工作正常，但是当该行包含在接收信息的微控制器代码（readline）中时，pygame 窗口冻结（不只是关闭窗口，所以我可以看到问题所在)。我想知道是否有人在微控制器和 pygame/pyserial 相互交谈和倾听方面有任何经验？

我读过一篇可能类似的帖子，但我不理解代码，也不确定是否是同一个问题。我在这些论坛上阅读了“流量控制”一词，我想知道这是否是我的问题？

我的代码是：

import os, pygame, math, serial   
from pygame.locals import *
from pygame.compat import geterror
from time import clock, time
pygame.init()
w = 1100   #sets pygame screen width
h = 642   #sets pygame screen height
screen = pygame.display.set_mode((w, h),0,32)  #make and display screen

pygame.display.flip()   #Update screen
running = 1
font = pygame.font.Font(None, 36)
clock = pygame.time.Clock()
port = serial.Serial("COM2", 115200)

while running:          #Loop this
   for event in pygame.event.get():    #get user input
      if event.type == pygame.QUIT:    #if user clicks the close X
           running = 0                 #make running 0 to break out of loop

   temp = float(port.readline())
   clock.tick(100)
   value = font.render(str(temp), 1, (100, 100, 100))
   screen.blit(value, (280,165))
   pygame.display.flip()   #Update screen
   port.write('3')

Answer 1

可能 readline 在等待行终止字符时阻塞；回车和/或换行的某种组合。您的微控制器需要在 readline 返回之前发送其中一个或两个字符。您应该检查 pyserial 文档以查看 chars readline 期望的行术语，并通过查看终端甚至在串行流上执行 hexdump 来验证您的 uC 正在发送它们。

Answer 2

似乎最有可能出现的问题是：死锁

稍微扩展一下 Jeff Laughlin 的帖子：

很多很多人都遇到过这个死锁问题：

• PC 无法发送任何字符，因为它处于阻塞 readline() 命令的中间，等待微控制器发送换行符。
• 微控制器无法发送任何字符，因为它正在等待 PC 发送换行符的阻塞 readline() 命令。

双方最终都永远等待对方做某事。

双向通信系统陷入这种僵局的方式有很多种。 也许通过串行电缆的换行符被损坏了一点点，以至于它看起来不再像换行符了。 也许一个长字符串的传输速度比接收器处理它的速度快，溢出了一些缓冲区，丢失的字节之一是换行符。 这条换行符是朝微型到 PC 还是 PC 到微型方向发展都没有关系；无论哪种方式，我们都会陷入同样的​​僵局。

解决方法 1：超时

“import serial”加载的documentation for the pyserial package 有一个解决此问题的部分方法： 设置超时。文档特别推荐：

请在打开串口时指定一个超时时间。 否则，如果没有收到换行符，它可能会永远阻塞。

您能否在 PC 和微型计算机两端实现该变通方案？

解决方法 2：非阻塞读取行

许多人实现了一个非阻塞的 readline() 子例程，它的工作原理如下：

def try_readline():

• 串行端口中有新字节，还是串行缓冲区为空？ （也许可以通过inWaiting() 之类的方式进行检查）。
• 如果它仍然是空的，try_readline() 会立即返回空字符串。
• （可选）距离我们上一次得到一个字节已经很久了吗？如果是这样，请将缓冲区重置为空字符串。
• 从串行端口读取一个字节，并将其附加到内部缓冲区的末尾。
• 缓冲区（比任何有效消息长几个字节）是否即将溢出？如果是，则将缓冲区重置为空字符串。
• 我们刚刚读取的字节是换行符吗？
• 如果不是换行符，try_readline() 会立即返回空字符串。
• 嘿，这是换行符。终于！
• 将消息从内部缓冲区复制到返回字符串。
• 将缓冲区重置为空字符串。
• try_readline() 在返回字符串中返回消息。

进一步讨论

无论采用哪种解决方法， 设置您的程序，使其 定期无条件地 -- try_readline 函数是否返回空字符串以外的任何内容；以及 readline() 函数是否超时或接收到有效消息—— 无条件发送信息行。

您可能还会想，如果您在消息中途插入串行电缆，并且您的软件收到半条消息后跟一个换行符，那么究竟会发生什么。 另外，如果发送器连续发送一堆换行符会发生什么？

双向通信是人类几乎无意识地做的事情之一，因此我们对它的复杂程度感到惊讶。

p.s.：你见过PC-to-Arduino with Pyserial这个小程序吗？

p.s.：也许您可以浏览一下Serial Programming Wikibook 的最新草稿并填补一两个缺口，或者至少帮助我们指出哪些缺口需要填补？