Приклад бібліотеки PiGPIO для біт-бангнгу UART

11

Бібліотека PiGPIO http://abyz.me.uk/rpi/pigpio/index.html зазначає, що однією з його особливостей є "послідовне програмне забезпечення з використанням будь-якого користувача gpio".

Я маю на увазі, що ви можете використовувати його для створення програмного забезпечення UART на будь-яких 2 безкоштовних GPIO-штифтах.

На сторінці прикладів проектів немає прикладів цієї функції, і я не знайшов жодного в Google.

Хтось робив це? Якщо так, будь ласка, вкажіть мене на приклад.

Якщо ні, чи існують альтернативні бібліотеки для розбиття бітів UART?

Дякую,

raspbian  gpio  python  uart  c++ 
— PhilBot
джерело
Дивіться також: raspberrypi.stackexchange.com/questions/3475 / ... і raspberrypi.stackexchange.com/questions/24019 / ... Останній відповідає @joan вказує на pigpio, тому , можливо , він може запропонувати ще деяке уявлення.
— Ghanima
Я витратив кілька днів на тестування серійного програмного забезпечення pigpio, пересилаючи з Pi на ноутбук і переносячи ноутбук на пі. Я мав намір написати це, але події обігнали цю вправу. Я побачу, що можу знайти.
— Джоан

Відповіді:

13

Ось якийсь Python я використовував для перевірки надійності послідовного програмного забезпечення. Сторона введення досить тривіальна. Ви просто робите відповідні відкриті дзвінки послідовних відкритих дзвінків у Python або C. Вихідна сторона більше задіяна, оскільки вам потрібно використовувати форми хвиль для побудови потоку бітів.

Код тут використовує 7-бітні, а не 8-бітні дані. Тест був написаний приблизно в той же час, коли я додавав підтримку різних біт на байт.

Код записує блоки двійкових даних на gpio, підключений до ноутбука (через серійний ключ). Ноутбук повторює вхідні серійні дані до вихідної послідовної лінії. Pi зчитує серійні дані на іншому gpio.

Код перевіряє розбіжності між надісланими та отриманими даними. Передбачається, що ноутбук не містить помилок, тому будь-які помилки, як вважається, бувають у розбитті.

Дивлячись на журнали, що було менше 19,2 кбіт / с було суцільним. Що-небудь до 115,2 кбіт / с було розумним (але вимагало контрольної суми), а 230,4 кбіт / с дало 13% байтових помилок.

#!/usr/bin/env python

# bb_serial.py
# 2014-12-23
# Public Domain

# bit bang transmit and receive of serial data
#
# tested by connecting the arbitrary RX/TX gpios to a USB
# serial dongle plugged in to a Linux box.
#
# on the Linux box set the baud and data bits (cs5-cs8)
#
# stty -F /dev/ttyUSB0 19200 cs8
# cat </dev/ttyUSB0 >/dev/ttyUSB0
#
# so the Linux box echoes back data received from the Pi.
#
# laptop timings deviations
#
# baud  exp us   act us
#   50   20000    13310 * 75
#   75   13333    13310
#  110    9091    13310 * 75
#  134    7462     6792 * 150
#  150    6667     6792
#  200    5000     6792 * 150
#  300    3333     3362
#

import sys
import time
import difflib

import pigpio

RX=19
TX=26

MSGLEN=256

if len(sys.argv) > 1:
   baud = int(sys.argv[1])
else:
   baud = 115200

if len(sys.argv) > 2:
   bits = int(sys.argv[2])
else:
   bits = 8

if len(sys.argv) > 3:
   runtime = int(sys.argv[3])
else:
   runtime = 300

ten_char_time = 100.0 / float(baud)

if ten_char_time < 0.1:
   ten_char_time = 0.1

MASK=(1<<bits)-1

# initialise test data

msg = [0] * (MSGLEN+256)

for i in range(len(msg)):
   msg[i] = i & MASK

first = 0

pi = pigpio.pi()

pi.set_mode(TX, pigpio.OUTPUT)

# fatal exceptions off (so that closing an unopened gpio doesn't error)

pigpio.exceptions = False

pi.bb_serial_read_close(RX)

# fatal exceptions on

pigpio.exceptions = True

# create a waveform representing the serial data

pi.wave_clear()

TEXT=msg[first:first+MSGLEN]
pi.wave_add_serial(TX, baud, TEXT)
wid=pi.wave_create()

# open a gpio to bit bang read the echoed data

pi.bb_serial_read_open(RX, baud, bits)

# zero error counts

bad_char = 0
total_char = 0

# run for fixed time

start=time.time()

while (time.time()-start) < runtime:

   pi.wave_send_once(wid)   # transmit serial data
   pi.wave_delete(wid)

   TXTEXT = TEXT

   first += 1
   if first >= MSGLEN:
      first = 0

   TEXT=msg[first:first+MSGLEN]
   pi.wave_add_serial(TX, baud, TEXT,bb_bits=7)

   while pi.wave_tx_busy(): # wait until all data sent
      pass

   wid=pi.wave_create()

   count = 1
   text=""
   lt = 0
   total_char += MSGLEN

   while count: # read echoed serial data
      (count, data) = pi.bb_serial_read(RX)
      if count:
         text += data
         lt += count
      time.sleep(ten_char_time) # enough time to ensure more data

   if text != TXTEXT: # Do sent and received match?
      if lt == MSGLEN: # No, is message correct length?
         for i in range(MSGLEN): # If so compare byte by byte.
            if text[i] != TXTEXT[i]:
               # print("{:2X} {:2X}".format(text[i], TXTEXT[i]))
               bad_char += 1
      else: # Wrong message length, find matching blocks.
         ok = 0
         s=difflib.SequenceMatcher(None, TXTEXT, text)
         for frag in  s.get_matching_blocks():
            ok += frag[2] # More matching bytes found.
            # print(frag)
         # print(text, MSGLEN, ok)
         if ok < MSGLEN: # Sanity check.
            bad_char += (MSGLEN - ok)
         else:
            print("*** ERRONEOUS good={} LEN={} ***".format(ok, MSGLEN))

print("secs={} baud={} bits={} bad={:.3f}%".
   format(runtime, baud, bits, float(bad_char)*100.0/float(total_char)))

print("total={} badchar={}".format(total_char, bad_char))

# free resources

pi.wave_delete(wid)

pi.bb_serial_read_close(RX)

pi.stop()

Колода

harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 230400; done
secs=300 baud=230400 bad=12.610%
total=249344 badchar=31443
secs=300 baud=230400 bad=12.580%
total=247296 badchar=31111
secs=300 baud=230400 bad=12.669%
total=246528 badchar=31232
secs=300 baud=230400 bad=12.274%
total=249600 badchar=30635
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 115200; done
secs=300 baud=115200 bad=0.378%
total=246784 badchar=934
secs=300 baud=115200 bad=0.152%
total=241408 badchar=368
secs=300 baud=115200 bad=0.189%
total=249088 badchar=472
secs=300 baud=115200 bad=0.347%
total=242688 badchar=843
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 57600; done
secs=300 baud=57600 bad=0.080%
total=220416 badchar=177
secs=300 baud=57600 bad=0.066%
total=219392 badchar=145
secs=300 baud=57600 bad=0.099%
total=219904 badchar=218
secs=300 baud=57600 bad=0.084%
total=219136 badchar=184
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 38400; done
secs=300 baud=38400 bad=0.019%
total=206336 badchar=39
secs=300 baud=38400 bad=0.021%
total=206848 badchar=43
secs=300 baud=38400 bad=0.015%
total=206592 badchar=30
secs=300 baud=38400 bad=0.030%
total=206592 badchar=61
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 19200; done
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175104 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175360 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175360 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174336 badchar=0
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 75; done
secs=300 baud=75 bad=0.000%
total=2048 badchar=0
secs=300 baud=75 bad=0.000%
total=2048 badchar=0
secs=300 baud=75 bad=0.000%
total=2048 badchar=0
secs=300 baud=75 bad=0.000%
total=2048 badchar=0
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 19200; done
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174592 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174592 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 19200; done
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175360 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174592 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 19200; done
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174592 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175104 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175104 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175360 badchar=0
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 19200; done
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175104 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174592 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175104 badchar=0
harry /ram $ for ((i=0;i<4;i++)); do /code/bb_serial.py 19200; done
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=174848 badchar=0
secs=300 baud=19200 bad=0.000%
total=175104 badchar=0
— Жанна
джерело
Який серійний ключ ви використовували? Старіші іноді можуть бути досить ненадійними ...
— not2qubit
Я використовував вихідний модуль PL2303HX USB для RS232 TTL 5V 3.3V для випробувань. 1,53 фунта від eBay.
— Жанна
Ви могли легко перевірити надійність ключа; підключіть свій власний Tx до Rx та повторно
— проведіть
0

Якщо ви передаєте Tx безпосередньо Rx для тестування без будь-чого, що додало б помилок, як донгля, це говорить про те, як добре працює бібліотека.

Використовуйте GPIO 23 як Tx, а GPIO 24 як Rx або інший безкоштовний GPIO на Raspberry Pi 3b +. Це добре виглядає в тому ж порядку, що і на борту UART, і він практично поруч із ним, лише 3 шпильки праворуч, зі шпилькою GND праворуч від Rx.

Результати:

Until 19200bps no errors.
- 38400 and 57600 bps less 1% error sometimes
- 115200bps was 10-20% error or so
- 230400bps over 80% error or so

Якщо ви можете жити з 19200 або менше, не використовуючи хеші контрольної суми або SPI / I2C для перетворювачів UART - це повинно бути добре.

— донгелан
джерело
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.