16bit UART Übertragung

HaWe · 15.04.2016, 15:36

ps, lass dich von den Arduino-Display-Treibern nicht verwirren, ich musste den Code so schreiben, dass er mit verschiedenen TFTs und ihren libs funktioniert.

**BMS** · 15.04.2016, 15:44

Hallo,
das Problem ist wohl eher, dass hier nicht wirklich synchronisiert wird.
Die beiden Mikrocontroller starten sicher nicht gleichzeitig in die int main und schon kann es passieren, dass der Empfänger z.B. ein Byte hinterher "hinkt".
Auch bei dieser Konstruktion

Code:

uint8_t HByte = usart_empfang;
uint8_t LByte = usart_empfang;

hab ich so meine Bedenken. Ja, die globale Variable usart_empfang wird in der ISR gesetzt.
Aber wie wird sichergestellt, dass genau in dem passenden Moment auch das nächste Byte vom Sender kommt?
Es kann hier passieren, dass zweimal das gleiche Byte abgespeichert wird, weil einfach das Timing nicht hinhaut.
Überlege gerade, ob man usart_empfang nicht sogar als volatile deklarieren sollte...

Probiere es mal mit Byte pollen an dieser Stelle.
Und überlege dir was zur Synchronisation.
Wenn der Empfänger "irgendwann" einliest, kann er am Datenstrom nicht erkennen, wo die most und least significant bytes sind.

Aber keine Panik, das bekommst du sicher hin. So wild ist das nicht

Grüße,
Bernhard

**opc** · 15.04.2016, 16:21

Ich dachte (uSart s=synchron), dass die Synchronisierung der AVR selbst regelt.

Ok ich muss mich erstmal einlesen, was man unter Byte pollen versteht... an der Stelle sei erneut betont, mein Wissen ist eher dies eines Anfängers^^

HaWe · 15.04.2016, 16:29

jo, ich weiß wohl, warum ich Arduinos und Raspis verwende

**opc** · 15.04.2016, 16:38

Ich glaube ich bin im falschen Forum

HaWe · 15.04.2016, 16:50

nee, wenn dann hast du eher den falschen µC

wie schon in meinem eigenen Topic geschrieben:
"funktioniert auch sehr schnell, dabei scheint die Display-Ausgabe auf dem Arduino zu Debug-Zwecken noch am meisten die UART-comm auszubremsen....
Die Display Ausgabe muss künftig unbedingt als eigener Task per Multitasking (Arduino Due: <Scheduler.h> ) laufen !!"

- - - Aktualisiert - - -

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**Peter(TOO)** · 16.04.2016, 10:53

Zitat von opc

Ich dachte (uSart s=synchron), dass die Synchronisierung der AVR selbst regelt.

Das S steht für synchron, das A aber für asynchron. Der USART versteht zwei unterschiedliche Modi, w4elche aber nur die Bitübertragung betreffen. Bei S braucht es eine zusätzliche Taktleitung, bei A dann Start- und Stopp-Bits.

Zitat von opc

Ok ich muss mich erstmal einlesen, was man unter Byte pollen versteht... an der Stelle sei erneut betont, mein Wissen ist eher dies eines Anfängers^^

Zuerst einmal ist so ein USART ein Schieberegister.
Beim Sender schreibst du dein Datum in das Schieberegister rein und die Bits werden dann einzeln über die Leitung geschoben. Beim Empfänger geht es umgekehrt.
Wenn du jetzt neue Daten ins Schieberegister schreibst, während die alten noch nicht draussen sind, gibt es Datensalat.
Praktisch spendet man dem Schieberegister noch ein Buffer-Register in welches du eigentlich deine Daten schreibst. Wenn das Schieberegister leer ist, übernimmt es die Daten aus dem Buffer. Damit du weisst, wann das Buffer-Register geleert ist, gibt es das TE-Bit. Sobald das Buffer-Register geleert ist, wird dieses Bit gesetzt, schreibst du dann was in den Buffer, wird das TE-Bit wieder zurückgesetzt.

Der Empfänger ist eigentlich gleich aufgebaut. Wenn das Schieberegister alle Bist eingesammelt hat, werden diese in den Buffer kopiert und das RE-Bit gesetzt. Jetzt kann das Schieberegister schon den nächsten Datenstrom empfangen. Beim Lesen des Buffers wird dann das RE-Bit zurückgesetzt oder man muss es extra zurücksetzen.
Will das Schieberegister Daten in den Buffer schreiben und das RE-Bit ist noch gesetzt, gibt einen Buffer-Overrun-Fehler.

Je nach Bitrate dauert das Schieben der Daten aber. Bei 9600 Bit/s und asynchron, werden jeweils 10 Bit übertragen, also maximal 960 Zeichen/s. Das sind dann 1.04ms/Zeichen.

In 1ms kann aber eine CPU eine Menge Code abarbeiten.
Du musst also in deinem Code sicherstellen, dass beide Bytes auch schon übertragen wurden!

Code:

    while (1) 
    {
		
		uint8_t HByte = usart_empfang;
		uint8_t LByte = usart_empfang;

Hier steckt der Wurm drin!
Bei der zweiten Abfrage von usart_empfang weisst du gar nicht ob da schon was neues drin steht.

MfG Peter(TOO)

**opc** · 16.04.2016, 12:43

Hallo Peter,

vielen Dank für die ausführliche und gute Erkärung! Jetz habe ich auch ziemlich verstanden wie der U(S)ART funktioniert.
Ich verwende dann wohl UART also asynchron ohne extra Taktleitung mit diesen Stop-Bits.

In welche Richtung sollte ich nun versuchen am Code etwas zu ändern? Wenn ich das richtig verstehe muss eine Zeit lang gewartet werden, bis das erste Byte übertragen ist bevor ich das zweite senden kann oder?
Also sollte beim Empfänger sichergestellt sein, dass das erste Byte komplett eingegangen ist bevor das zweit angesetzt wird... puh

**Peter(TOO)** · 16.04.2016, 22:58

Hallo,

Zitat von opc

vielen Dank für die ausführliche und gute Erkärung! Jetz habe ich auch ziemlich verstanden wie der U(S)ART funktioniert.
Ich verwende dann wohl UART also asynchron ohne extra Taktleitung mit diesen Stop-Bits.

Richtig!
Das U steht für universal, weil das Ding eben mehrere Modis kann.
Es gibt auch UARTs, die können dann kein synchron.

Zitat von opc

In welche Richtung sollte ich nun versuchen am Code etwas zu ändern? Wenn ich das richtig verstehe muss eine Zeit lang gewartet werden, bis das erste Byte übertragen ist bevor ich das zweite senden kann oder?
Also sollte beim Empfänger sichergestellt sein, dass das erste Byte komplett eingegangen ist bevor das zweit angesetzt wird... puh

Zuerst einmal hast du ein Problem mit deinem Übertragungsprotokoll! Wenn du den Datenstrom loggst siehst du folgendes:
.... Byte, Byte, Byte, Byte, Byte ....
Tja, nun weiss aber keiner, und dein µC erst recht nicht, welche zwei Bytes zusammen gehören!
Ein weiteres Problem ist noch, dass auch mal ein Byte verloren gehen kann oder gestört ist, dann wird eine andere ISR aufgerufen, welche die ganzen Fehler behandelt.

Man braucht also etwas in der Form:
.... Byte, sync, Byte, Byte, sync, Byte, Byte ....
Dann weiss man, dass immer die zwei Bytes nach sync ein Paar bilden.
Und wenn eine Byte verloren geht erkennt man das auch, dann fehlt entweder das sync oder nach sync kommt nur ein Byte.

Jetzt kommt das nächste Problem:
Du willst binäre Daten übertragen, die Datenwerte können also zwischen 0x00 und 0xFF liegen, das geht so nicht, weil du kein eindeutiges Zeichen für sync verwenden kannst.
Das einfachste ist, die Daten als Hex-Werte zu übertragen, dazu gibt es auch eine Menge Funktionen in C, um diese umzuwandeln. Dann hast du nur die Werte '0' ... '9', 'A' ... 'F' belegt kannst aber, theoretisch alle anderen als sync verwenden.
Der Nachteil bei ASCII-Hex ist halt, dass du doppelt so viele Zeichen senden musst, wie binär.
Bei ASCII-Hex bietet es sich dann aber an, CR oder LF als Sync-Zeichen zu verwenden, diese werden bei Text als Zeilenabschluss verwendet. Ein weiterer Vorteil ist, dass du zum Testen ein Terminal anschliessen kannst (PC mit Terminal-Emulation) und alles im Klartext lesen kannst.

MfG Peter(TOO)

HaWe · 17.04.2016, 10:22

warum denn nicht gleich so wie ich es mache?
array um 2 länger als Daten gebraucht werden, für TCP-Zwecke,
also 2Bytes Daten + 2 TCP-Bytes = 4 Bytes

uint8_t msgarr[4];

msgarr[0] = 0xff;
msgarr[1] = chksum(); // Zellen 2+3 aufaddieren, dann davon lowbyte bilden
msgarr[2]= ... dein erstes Daten-Byte
msgarr[3]= ... dein zweites Daten-Byte

beim Empfang kontrollieren:

if((msgarr[0]==0xff) && (msgarr[1]== chksum())) {...} // hier jetzt Bytes zu Int zusammensetzen und dann zum Display schicken.

So geht es ganz easy auf Raspi und Arduino, da muss ich mich nicht um sync oder stop-Bits kümmern, das ist schon alles fix und fertig.

Aber vlt ist ja tatsächlich dein AVR komplizierter.