嵌入式单片机开源的串口示波器实现方法

简介: 嵌入式单片机开源的串口示波器实现方法

分享一款开源的QT的串口示波器,完全开源,支持串口、TCP、波形显示、通信协议。

Sailor Project功能说明

串口调试助手功能

  • 支持传统的串口调试助手的基本收发功能,同时可以刷新大量的数据而不卡顿
  • 支持保存接收的数据
  • 支持最大200条可编辑指令的设置,并用于多条发送
  • 支持定时器发送
  • 支持换行符替换时间戳功能
  • 支持较多的中文编码格式
  • 值得注意的是支持Linux简单的串口调试
  • 支持加载csv表格数据到200条可编辑指令
  • 支持部分窗口配置的保存和重启恢复(前提是你不会删除配置文件)

操作说明

注意由于QT自带文本显示窗口加载大量数据后会造成软件卡顿,现解决方案为设定一个显示缓冲区,在有刷新数据阶段(即串口接收数据阶段),如果需要保持刷新状态(即实时显示接收的数据),则仅显示显示缓冲区的内容,你可以使用鼠标移动向上滚动条,停止数据刷新,同时当你向上移动滚动条到一定程度,便会开始加载所有数据,如果你想再次触发实时刷新数据状态,只需要将滚动条移动到最低端,并确保有数据接收。

由于保存数据为显示界面的数据,如果处于刷新状态,则无法保存所有数据,正确的做法是关闭串口后,将滚动条移动到最顶端,加载全部数据,然后保存窗口数据。

TCPServer界面

SEASKY串口通信协议

通信方式是串口,配置为波特率115200, 8位数据位, 1位停止位, 无硬件流控, 无校验位。

1、通信协议格式

帧头 设备类型 设备ID 数据ID 帧尾
protocol_header(4-byte) equipment_type(2-byte) equipment_id (2-byte) data_id(2-byte) frame_tail(2-byte,CRC16,整包校验)

2、帧头详细定义

3、串口通信协议

int parse_protocol(protocol_struct* pProtocol,uint16_t parseDataLen)
{
    //解析数据,使用前需提前缓冲 pProtocol->message_st.pData
    int ret = -1;
    uint16_t pos_offset;
    frame_struct* pFrameStruct = &pProtocol->frame_st;
    message_struct* pMessageStruct = &pProtocol->message_st;
    if (check_protocol_heade(pMessageStruct->pData) == PROTOCOL_RESULT_OK)
    {
        //更新帧头数据
        pFrameStruct->header.sof            = pMessageStruct->pData[0];
        //获取data段的数据长度
        pFrameStruct->header.data_length    = (pMessageStruct->pData[2] << 8) | (pMessageStruct->pData[1]);
        pFrameStruct->header.crc_check      = pMessageStruct->pData[3];
        //获取此次数据包长度
        pMessageStruct->data_len = pFrameStruct->header.data_length + PROTOCOL_DATA_OFFSET + 2;
        //计算解析后得到的 data_union 数据长度
        pFrameStruct->frame_user.cmd_data.data_len = (pFrameStruct->header.data_length) / sizeof(data_union);
        if(pMessageStruct->data_len<=parseDataLen)
        {
            if (pMessageStruct->data_len <= pMessageStruct->max_data_len)
            {
                if(CRC16_Check_Sum(&pMessageStruct->pData[0], pMessageStruct->data_len) != 0)
                {
                    pFrameStruct->frame_user.equipment_type = (pMessageStruct->pData[5]<<8) | (pMessageStruct->pData[4]);
                    pFrameStruct->frame_user.equipment_id   = (pMessageStruct->pData[7] << 8) | (pMessageStruct->pData[6]);
                    pFrameStruct->frame_user.data_id        = (pMessageStruct->pData[9] << 8) | (pMessageStruct->pData[8]);
                    //拷贝 data段 指定长度数据
                    ret = (int)memcpy(&pFrameStruct->frame_user.cmd_data.pData[0], &pMessageStruct->pData[PROTOCOL_DATA_OFFSET], pFrameStruct->header.data_length);
                    pos_offset = pFrameStruct->header.data_length + PROTOCOL_DATA_OFFSET;
                    pFrameStruct->frame_tail = (pMessageStruct->pData[pos_offset+1] << 8) | (pMessageStruct->pData[pos_offset]);
                    return PROTOCOL_RESULT_OK;
                }
                else
                {
                    //待解析BUFF超过预定解析数据容量,避免内存越界
                    PROTOCOL_ERROR_PRINTF("parse_protocol->>CRC16_Check_Sum err!\n");
                    return PROTOCOL_RESULT_CHECK_FRAME_ERR;
                }
            }
            else
            {
                //待解析BUFF超过预定解析数据容量,避免内存越界
                PROTOCOL_ERROR_PRINTF("parse_protocol->>data_len[%d] > max_data_len[%d]!\n",
                    pMessageStruct->data_len,
                    pMessageStruct->max_data_len);
                return PROTOCOL_RESULT_OUT_OF_LEN;
            }
        }
        else
        {
            //通过包头计算,还未收到完整的数据包
//            PROTOCOL_ERROR_PRINTF("parse_protocol->>data_len[%d] > max_data_len[%d]!\n",
//                pMessageStruct->data_len,
//                pMessageStruct->max_data_len);
            return PROTOCOL_RESULT_OUT_OF_LEN;
        }
    }
    else
    {
        //待解析BUFF超过预定解析数据容量,避免内存越界
        PROTOCOL_ERROR_PRINTF("parse_protocol->>check_protocol_heade err!\n");
        return PROTOCOL_RESULT_CHECK_HEAD_ERR;
    }
    PROTOCOL_DEBUG_PRINTF("parse_protocol->>check_protocol_heade ok!\n");
    return PROTOCOL_RESULT_ERR;
}

软件截图

项目开源地址:

https://github.com/SEASKY-Master/vSailorProject
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