与 Arduino 的串行通信仅在重启后收到第一条消息时失败

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我有一个 Arduino 设备和 PC。我在板上尝试了以下代码：

gpsdata data;

char needtosend;

void setup() {            
  Serial.begin(9600);
  Serial.flush();  
  data.id = 0;
  data.src= 500;
  data.lat= 1;
  data.lon= 2;
  data.alt= 3;
  strcpy(data.date, "test date format");

}

void loop() {


   if(Serial.available() > 0)
   {
    needtosend = Serial.read();
    if ( needtosend == '2')
    {
      data.id = ++data.id % 10;
    }

    byte* buff = (byte*)&data;
    Serial.write(buff, sizeof(data));

   }
   delay (200);

}

PC应用程序是用C++编写的，并使用boost库与Arduino设备进行通信。这是电脑代码：

Serial serial("/dev/ttyUSB0",9600);
            gpsdata *data;
            char *values = new char[sizeof(gpsdata)];
    while(true)
    {
        try {

            serial.writeString("2",1);
            serial.read(values,sizeof(gpsdata));
            data = (gpsdata *)values;
            cout<<data->id<<endl;
        } 
        catch(boost::system::system_error& e)
        {
            cout<<"Error: "<<e.what()<<endl;
        }
        catch(timeout_exception& e)
        {
            cout<<"Error: "<<e.what()<<endl;
        }
    }
            delete[] values;


Serial::Serial(std::string port, unsigned int baud_rate): io(), serial(io,port)
{
    serial.set_option(boost::asio::serial_port_base::baud_rate(baud_rate));  
}
void Serial::read(char *data, size_t size)
{
    boost::asio::read(serial,boost::asio::buffer(data,size));
}

void Serial::writeString(const char* s, int length)
{
   boost::asio::write(serial,boost::asio::buffer(s,length))<<std::endl;
}

当我打开设备，然后第一次启动 PC 应用程序时，它会向设备发送字符串“2”，然后 read() 会阻塞，并且永远不会从 Arduino 接收数据。如果我终止应用程序并重新启动它而不重新启动 Arduino，一切都会开始正常工作。我尝试使用异步读取，结果是相同的，第一条消息的读取超时，然后一切开始正常工作。 PC 应用程序中收到的第二条消息的 id 为 1，这意味着 Arduino 尚未收到第一条消息。知道我的错误在哪里吗？

c++ boost serial-port arduino
5个回答
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正如 Hans 的评论中提到的，您的通信协议已关闭。

你的 Arduino 循环基本上说：

读取一个值。如果还有其他可用值，请做某事。等待 0.2秒。然后重复。

您的电脑循环显示：

发送“2”。然后读取值数组。然后重复。

您所发生的情况是，您的通信的 Arduino 端正在等待比发送的值更多的值。 在 Arduino 上，轮询Serial.avaliable，然后进行读取。

在 PC 上，您可能不需要更改它。

当您断开连接并重新连接时，会发送一个额外的位来初始化波特率连接，这会欺骗您的协议工作。

编辑： 请务必检查串行库连接的设置。以下是我在使用 Qt QextSerialPort 库之前连接到 Arduino 板时使用的设置。

port->setFlowControl(FLOW_OFF);
port->setParity(PAR_NONE);
port->setDataBits(DATA_8);
port->setStopBits(STOP_1);
port->setTimeout(500);

这里有两个可能有用的链接：

http://www.webalice.it/fede.tft/serial_port/serial_port.html

https://www.google.com/search?q=arduino+and+boost%3A%3Aasio

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当我在 Win7 上使用 Boost asio 和 Arduino Uno 时，我在我的一个项目中看到了完全相同的行为。 看起来，当 Boost 打开串行端口时，它会发送任何信号来重置 Arduino 并触发引导加载程序（这似乎与从 Arduino IDE 上传代码时发生的情况相同）。

我想出了三种可能的解决方法：

  1. 当 Arduino 意外重置时（当 Boost 打开串行端口时），需要几秒钟才能再次开始工作。 这似乎是引导加载程序通常为 Arduino IDE 提供的开始代码上传的时间窗口。 打开端口后等待几秒钟，我可以让事情工作得更好一些：

    serial->open(strPortName);
SleepEx(2000,false);
serial->set_option(...);  
...

    即使使用这种方法，我在第一次读取时通常仍然会得到乱码数据。 通常它会在下次阅读时正常工作。

  2. 丢失引导加载程序。 使用与 Arduino IDE 不同的方法通过 6 引脚 ISP 对 Arduino 进行编程。 这涉及放弃 Arduino IDE，转而使用 AVR Studio 和某种硬件 ISP 程序员。 如果您选择此路线，请参阅此内容：http://www.engblaze.com/tutorial-using-atmel-studio-6-with-arduino-projects/

  3. 切换库。 我已经使用 Boost 看到了上述行为，但在使用 Boost 之前，我使用的是 CTB 库（https://iftools.com/opensource/ctb.en.php），它工作得很好并且没有重置 Arduino打开串口时。 在我的项目中，我最初切换到 Boost 是为了获得它提供的其他功能，但我又切换回 CTB 进行通信，因为它效果更好。

第四个选择是希望让 Boost asio 专家告诉我们如何在不重置 Arduino 的情况下打开端口（既然 CTB 可以做到，那么一定有办法，但我不够专业，不知道如何用升压）。

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Arduino 网站上从硬件角度对此进行了非常彻底的处理：

http://playground.arduino.cc/Main/DisablingAutoResetOnSerialConnection

它也解释了这个问题的一些硬件解决方案，包括：

  1. 在 RESET 线和 GND 线之间连接一个 10uF 电容
  2. 在RESET之间接一个120欧姆的电阻
  3. 永久删除 R3 以禁用 Arduino 的自动重置功能。
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只需导入时间库并在 

time.sleep(2)
行后添加 
Serial.begin(9600);
即可。

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朋友！我注意到同样的问题，只有在 PC 上我正在用 Delphi 编写程序。一切似乎都是正确的，我尝试在PC和arduino程序的不同位置添加额外的时间延迟和缓冲区清理，但我仍然没有弄清楚问题是什么。一切都和你写的一模一样——打开arduino后，PC上程序的第一个包不会到达它，但是如果你重新启动PC上的程序，第一个包就会开始到达它。我找到的唯一解决方案是从 PC 发送第一个包裹两次。

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