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Thema: ? schnelle serielle Verbindung per strings[48] (z.B. Mega <=> Mega, Serial1)

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  1. 05.09.2015, 10:20 #1
    HaWe
    Gast

    ? schnelle serielle Verbindung per strings[48] (z.B. Mega <=> Mega, Serial1)

    hallo,
    ich verzweifle langsam, aber kriegs bisher leider nicht hin:

    ich versuche mich an einer 2-Weg UART Verbindung (abwechselnd, half duplex, Mega <-> Mega, per Serial1, bis zu 256000 baud), doch ist diese unglaublich langsam.
    Ich will einen byte array[48] oder entspr. String (später evtl. noch etwas länger) zwischen beiden megas hin und her schicken, jeder ändert in meiner testweisen Versuchsanordunung dabei in 1 einzigen Zelle den Inhalt ab (+1), bevor er ihn zurückschickt .

    Die Teilnehmer heißen "master" und "slave", obwohl in beide Richtungen auf identische Weise - abwechselnd - gesendet und empfangen wird.

    Selbst wenn man den Fehler-Check beim Empfang-Teil abschaltet, bekomme ich nur je 1x pro Sekunde die Arrays einmal hin und einmal zurückgeschickt !

    Damit der Array immer ab Zelle 0 gelesen wird ohne dass Verschiebungen auftreten, belege ich Zelle 0 mit einem konstanten Byte (bsync=255) zur Erkennung des Array-Starts. Zelle 1 enthält noch eine optionale zusätzliche Checksum.



    Da ich nicht über die 1-sec-Sendetaktgeschwindigkeit hinauskomme und ich auch keine Fehler in meinem Code finde, die dies so langsam machen -

    wo finde ich funktionierenden Code, um lange Arrays oder Strings (mindestens 48 Bytes lang) schnell zwischen zwei Arduinos hin- und her zu schicken?
    Mindestens 10x pro Sekunde, besser noch viel schneller.

    Da muss es doch gute und bewährte Lösungen geben!


    Nur zur Info, was ich bisher gemacht habe (nicht durch die Display-Steuerung am Anfang irritieren lassen, ich muss leider mehrere unterschiedliche Displays verwenden können):


    Code:
    /*    Tx master        Transmitter

*/

#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <UTFTQD.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ILI9340.h>




//================================================================================​=====
// TFT LCD
//================================================================================​=====
#define   UTFT_SmallFont     8 // UTFT 8x10
#define   UTFT_MediumFont   12 // UTFT ++
#define   UTFT_BigFont      18 // UTFT +++
#define   _SmallFont_        1 // 9341 6x9
#define   _MediumFont_       2 // 9341 12x16
#define   _BigFont_          3 // 9341 18x23

int16_t  LCDmaxX , LCDmaxY ;                // display size
int16_t  _curx_, _cury_,                    // last x,y cursor pos on TFT screen
         _maxx_, _maxy_;                    // max. x,y cursor pos on TFT screen      
char     wspace[128];                       // line of white space


// set LCD TFT type
int16_t  LCDTYPE   =   -1;

#define  _LCD1602_    1  // LCD1602  Hitachi HD44780 driver <LiquidCrystal.h>
                           // http://www.arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystal   //
#define  _SERLCD_     2  // Sparkfun serLCD 16x2  
                           // http://playground.arduino.cc/Code/SerLCD   //
#define  _UTFT_       4  // Henning Karlsen UTFT 2.2-2.4" 220x176 - 320x240 lib
                           // http://henningkarlsen.com/electronics/library.php?id=51   //
#define _ILI9341_     8  // https://github.com/adafruit/Adafruit_ILI9340
                           // https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library //
                          
                          
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#define  UTFT_cs      52    // <<<<<<<< adjust!

//UTFT   qdUTFT(Model, SDA=MOSI,  SCL, CS,         RESET,  RS)    // Due: 3 exposed SS pins: 4,10,52
  UTFT   qdUTFT(QD220A,   A2,     A1,  A5,         A4,     A3);   // adjust model parameter and pins!
//UTFT   qdUTFT(QD220A,   50,     49,  UTFT_cs,  0,     51);   // A0->Vc (LED), A4->BoardReset
extern  uint8_t SmallFont[];
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#define    tft_cs     50
#define    tft_dc     49
#define    tft_rst     0
Adafruit_ILI9340   tft = Adafruit_ILI9340(tft_cs, tft_dc, tft_rst);

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

int16_t  fontwi= 8;  // default
int16_t  fonthi=10;  // default


void putfonttype(uint8_t fsize) {
  if(LCDTYPE==_UTFT_)  { fontwi= qdUTFT.getFontXsize(); fonthi=qdUTFT.getFontYsize(); }
  else
  if(fsize==_SmallFont_)     { fontwi= 6; fonthi=9; }  // 5x7 + overhead ?
  else
  if(fsize==_MediumFont_)    { fontwi=12; fonthi=16; } // ?
  else
  if(fsize==_BigFont_)       { fontwi=18; fonthi=23; } // ?
  
  _maxx_ = LCDmaxX / fontwi;    // max number of letters x>>
  _maxy_ = LCDmaxY / fonthi;    // max number of letters y^^
  memset(wspace, ' ', _maxx_);  // line of white space
  wspace[_maxx_]='\0';
}



void setlcdorient(int8_t orient) {
  if(LCDTYPE==_ILI9341_) {
      tft.setRotation(orient);
      LCDmaxX=tft.width();
      LCDmaxY=tft.height();        
   }
}

void lcdcls()  {                                                        
   if(LCDTYPE==_UTFT_)      { qdUTFT.clrScr();                }  
   if(LCDTYPE==_ILI9341_)   { tft.fillScreen(ILI9340_BLACK);  }
   _curx_ =0;  _cury_ =0;
}

void curlf()   {                                                        
   _curx_=0;
   if( _cury_ <=(LCDmaxY-10) ) _cury_+=fonthi;
   else _cury_=0;  
   if(LCDTYPE==_ILI9341_)   {tft.setCursor(0, _cury_); }  
}



void curxy(int16_t  x,  int16_t  y) {
   _curx_ = x;
   _cury_ = y;
   if(LCDTYPE==_ILI9341_)   {tft.setCursor(x, y); }
}


void lcdprintxy(int16_t x, int16_t y, char * str) {
   if(LCDTYPE==_UTFT_)     { qdUTFT.print(str,x,y); _curx_=x+strlen(str)*fontwi; _cury_=y; }
   else if(LCDTYPE==_ILI9341_)  {
      tft.setCursor(x,y);  tft.print(str);
      _curx_=tft.getCursorX(); _cury_=tft.getCursorY();
   }
}


void lcdprint(char * str) {
    if(LCDTYPE==_UTFT_)     { qdUTFT.print(str, _curx_, _cury_); _curx_=_curx_+strlen(str)*fontwi; }
    else if(LCDTYPE==_ILI9341_)  {
       tft.setCursor(_curx_, _cury_); tft.print(str);
       _curx_=tft.getCursorX(); _cury_=tft.getCursorY();
    }
}


void initlcd(uint8_t orient) { // 0,2==Portrait  1,3==Landscape
   if(LCDTYPE==_UTFT_) {
      qdUTFT.InitLCD();
      LCDmaxX=qdUTFT.getDisplayXSize();
      LCDmaxY=qdUTFT.getDisplayYSize();
      qdUTFT.setFont(SmallFont);
      putfonttype(UTFT_SmallFont);
      fontwi=qdUTFT.getFontXsize();
      fonthi=qdUTFT.getFontYsize();
   }
   else
   if(LCDTYPE==_ILI9341_) {
      tft.begin();
      setlcdorient(orient);      
      tft.setTextSize(_SmallFont_);
      putfonttype(_SmallFont_);
   }  
}  






//================================================================================​=====
//================================================================================​=====

const  uint8_t  bwidth=48;
uint8_t  bsync=255;
uint8_t  val[bwidth];
uint8_t  inval[bwidth];

//================================================================================​=====
#define UARTclock  128000

void setup() {
   char sbuf[128];  
   int32_t  i=0;
        
   // Serial
   Serial.begin(115200);      // USB terminal
   Serial1.begin(UARTclock);  // RX-TX UART
   Serial1.parseInt();        //clear any garbage in the buffer.
  
  
   // TFT LCD
   LCDTYPE = _UTFT_;
   initlcd(1);  
   sprintf(sbuf, "LCD=%d wi%d x hi%d",LCDTYPE,LCDmaxX,LCDmaxY);
   lcdcls(); lcdprint(sbuf);
  
  
   sprintf(sbuf, "setup(): done.");
   curlf(); curlf(); lcdprint(sbuf);
  
   lcdcls();
  
   sprintf(sbuf, "Tx master, clock= %ld", UARTclock );
   lcdprintxy(0, 0, sbuf);

}


//================================================================================​=====
//================================================================================​=====


int checksum(uint8_t array[]) {
  int32_t  sum=0;
  for(int i=2; i<bwidth; ++i) sum+=(array[i]);
  return (sum & 0x00ff);  
}  


//================================================================================​=====

void displayvalues(int line, char * caption, uint8_t array[]) {
  int cnt;
  char sbuf[128];
  
  sprintf(sbuf, "%s cks=%4d", caption, array[1]);
  lcdprintxy(0, line, sbuf);  
  //Serial.println(sbuf);
  for(cnt=0; cnt<8; ++cnt) {
    sprintf(sbuf, "%3d ", array[cnt]);      // print on TFT
    lcdprintxy(cnt*3*8, line+10, sbuf);
    //Serial.print(sbuf);                      // Print value to the Serial Monitor
  }    
  //Serial.println();
  
}  


//================================================================================​=====
//================================================================================​=====

void loop()
{
  char     sbuf[128], chk;    
  static   int cnt=0;
  uint8_t  ibuf[bwidth];
  

  //   send to Rx slave Arduino
  
  //Serial.println();  
  chk=(byte)checksum(val);
  val[1]=chk;  
  val[0]=bsync;
  for(cnt=0; cnt<bwidth; ++cnt) {        
     Serial1.write(val[cnt]);        // Send value to the Rx Arduino        
  }        
  displayvalues(20, "Transmitted...: ", val);
  
  //     Receive from Rx slave Arduino
  
  cnt=0;
  memset(ibuf, 0, sizeof(ibuf));  
    
  while ( (Serial1.available() < bwidth)  ) ;
  if(Serial1.available() >= bwidth)  {
     for(int cnt=0; cnt<bwidth; cnt++)  ibuf[cnt] = Serial1.read(); // Then: Get them.
  }
    
  if( ibuf[0]==bsync ) {                       // byte 0 == syncbyte ?
     displayvalues(60, "Received...:", ibuf);
     chk=(byte)checksum(ibuf);                      
     //if(chk==ibuf[1]) {                        // chksum ok? <<<<<<<<<<< outcomment ?
        memcpy(inval, ibuf, sizeof(ibuf));
        displayvalues(100, "checked...:", inval);
    
        // change invalues to send back!
        memcpy(val, inval, sizeof(val));       // copy inbuf to outbuf
        val[0]=bsync;  
        val[4]+=1;                             // change [4] to send back
     //}
  }  

}

//================================================================================​=====
//================================================================================​=====



    Code:
    /*     Rx slave       Receiver

*/

#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <UTFTQD.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ILI9340.h>





//================================================================================​=====
// TFT LCD
//================================================================================​=====
#define   UTFT_SmallFont     8 // UTFT 8x10
#define   UTFT_MediumFont   12 // UTFT ++
#define   UTFT_BigFont      18 // UTFT +++
#define   _SmallFont_        1 // 9341 6x9
#define   _MediumFont_       2 // 9341 12x16
#define   _BigFont_          3 // 9341 18x23

int16_t  LCDmaxX , LCDmaxY ;                // display size
int16_t  _curx_, _cury_,                    // last x,y cursor pos on TFT screen
         _maxx_, _maxy_;                    // max. x,y cursor pos on TFT screen      
char     wspace[128];                       // line of white space


// set LCD TFT type
int16_t  LCDTYPE   =   -1;

#define  _LCD1602_    1  // LCD1602  Hitachi HD44780 driver <LiquidCrystal.h>
                           // http://www.arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystal   //
#define  _SERLCD_     2  // Sparkfun serLCD 16x2  
                           // http://playground.arduino.cc/Code/SerLCD   //
#define  _UTFT_       4  // Henning Karlsen UTFT 2.2-2.4" 220x176 - 320x240 lib
                           // http://henningkarlsen.com/electronics/library.php?id=51   //
#define _ILI9341_     8  // https://github.com/adafruit/Adafruit_ILI9340
                           // https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library //
                          
                          
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#define  UTFT_cs      52    // <<<<<<<< adjust!

//UTFT   qdUTFT(Model, SDA=MOSI,  SCL, CS,         RESET,  RS)    // Due: 3 exposed SS pins: 4,10,52
  UTFT   qdUTFT(QD220A,   A2,     A1,  A5,         A4,     A3);   // adjust model parameter and pins!
//UTFT   qdUTFT(QD220A,   50,     49,  UTFT_cs,  0,     51);   // A0->Vc (LED), A4->BoardReset
extern  uint8_t SmallFont[];
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#define    tft_cs     50
#define    tft_dc     49
#define    tft_rst     0
Adafruit_ILI9340   tft = Adafruit_ILI9340(tft_cs, tft_dc, tft_rst);

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

int16_t  fontwi= 8;  // default
int16_t  fonthi=10;  // default


void putfonttype(uint8_t fsize) {
  if(LCDTYPE==_UTFT_)  { fontwi= qdUTFT.getFontXsize(); fonthi=qdUTFT.getFontYsize(); }
  else
  if(fsize==_SmallFont_)     { fontwi= 6; fonthi=9; }  // 5x7 + overhead ?
  else
  if(fsize==_MediumFont_)    { fontwi=12; fonthi=16; } // ?
  else
  if(fsize==_BigFont_)       { fontwi=18; fonthi=23; } // ?
  
  _maxx_ = LCDmaxX / fontwi;    // max number of letters x>>
  _maxy_ = LCDmaxY / fonthi;    // max number of letters y^^
  memset(wspace, ' ', _maxx_);  // line of white space
  wspace[_maxx_]='\0';
}



void setlcdorient(int8_t orient) {
  if(LCDTYPE==_ILI9341_) {
      tft.setRotation(orient);
      LCDmaxX=tft.width();
      LCDmaxY=tft.height();        
   }
}

void lcdcls()  {                                                        
   if(LCDTYPE==_UTFT_)      { qdUTFT.clrScr();                }  
   if(LCDTYPE==_ILI9341_)   { tft.fillScreen(ILI9340_BLACK);  }
   _curx_ =0;  _cury_ =0;
}

void curlf()   {                                                        
   _curx_=0;
   if( _cury_ <=(LCDmaxY-10) ) _cury_+=fonthi;
   else _cury_=0;  
   if(LCDTYPE==_ILI9341_)   {tft.setCursor(0, _cury_); }  
}



void curxy(int16_t  x,  int16_t  y) {
   _curx_ = x;
   _cury_ = y;
   if(LCDTYPE==_ILI9341_)   {tft.setCursor(x, y); }
}


void lcdprintxy(int16_t x, int16_t y, char * str) {
   if(LCDTYPE==_UTFT_)     { qdUTFT.print(str,x,y); _curx_=x+strlen(str)*fontwi; _cury_=y; }
   else if(LCDTYPE==_ILI9341_)  {
      tft.setCursor(x,y);  tft.print(str);
      _curx_=tft.getCursorX(); _cury_=tft.getCursorY();
   }
}


void lcdprint(char * str) {
    if(LCDTYPE==_UTFT_)     { qdUTFT.print(str, _curx_, _cury_); _curx_=_curx_+strlen(str)*fontwi; }
    else if(LCDTYPE==_ILI9341_)  {
       tft.setCursor(_curx_, _cury_); tft.print(str);
       _curx_=tft.getCursorX(); _cury_=tft.getCursorY();
    }
}


void initlcd(uint8_t orient) { // 0,2==Portrait  1,3==Landscape
   if(LCDTYPE==_UTFT_) {
      qdUTFT.InitLCD();
      LCDmaxX=qdUTFT.getDisplayXSize();
      LCDmaxY=qdUTFT.getDisplayYSize();
      qdUTFT.setFont(SmallFont);
      putfonttype(UTFT_SmallFont);
      fontwi=qdUTFT.getFontXsize();
      fonthi=qdUTFT.getFontYsize();
   }
   else
   if(LCDTYPE==_ILI9341_) {
      tft.begin();
      setlcdorient(orient);      
      tft.setTextSize(_SmallFont_);
      putfonttype(_SmallFont_);
   }  
}  



//================================================================================​=====
//================================================================================​=====

const    uint8_t  bwidth=48;
uint8_t  bsync=255;
uint8_t  val[bwidth];
uint8_t  inval[bwidth];


//================================================================================​=====
#define UARTclock  128000

void setup() {
   char sbuf[128];  
   int32_t  i=0;
        
   // Serial
   Serial.begin(115200);   // USB terminal
   Serial1.begin(UARTclock);  // RX-TX UART
   Serial.parseInt();      // clear any garbage in the buffer.
  
   // GPIO pins default = INPUT_PULLUP, 13 for LED13
   Serial.println();
   Serial.println("GPIO pin mode default: INPUT_PULLUP");
   for ( i= 2; (i<=13); ++i)  pinMode(i, INPUT_PULLUP);
   pinMode(13, OUTPUT);
   for ( i=22; (i<=53); ++i)  pinMode(i, INPUT_PULLUP);
  
  
   // TFT LCD
   Serial.println();
   LCDTYPE = _UTFT_;
   Serial.print("init LCD...");
   initlcd(1);  
   Serial.println(" done.");   lcdcls();
   sprintf(sbuf, "LCD=%d wi%d x hi%d",LCDTYPE,LCDmaxX,LCDmaxY);
   Serial.println(sbuf);
   Serial.println();
   lcdcls(); lcdprint(sbuf);
  
   sprintf(sbuf, "setup(): done.");
   Serial.println(); Serial.println(sbuf);  
   curlf(); curlf(); lcdprint(sbuf);

   lcdcls();
  
   sprintf(sbuf, "Rx slave, clock= %ld", UARTclock );;
   lcdprintxy(0, 0, sbuf);


}


//================================================================================​=====
//================================================================================​=====


int checksum(uint8_t array[]) {
  uint32_t  sum=0;
  for(int i=2; i<bwidth; ++i) sum+=(array[i]);
  return (sum & 0x00ff);  
}  


//================================================================================​=====

void displayvalues(int line, char * caption, uint8_t array[]) {
  int cnt;
  char sbuf[128];
  
  sprintf(sbuf, "%s cks=%d", caption, array[1]);
  lcdprintxy(0, line, sbuf);  
  //Serial.println(sbuf);
  for(cnt=0; cnt<8; ++cnt) {
    sprintf(sbuf, "%3d ", array[cnt]);      // print on TFT
    lcdprintxy(cnt*3*8, line+10, sbuf);
    //Serial.print(sbuf);                      // Print value to the Serial Monitor
  }    
  //Serial.println();  
  
}  




//================================================================================​=====


void loop(){
  char     sbuf[128], chk;    
  static   int cnt=0;
  uint8_t  ibuf[bwidth];

  
  cnt=0;
  memset(ibuf, 0, sizeof(ibuf));
    
  while ( (Serial1.available() < bwidth)  ) ;
  if(Serial1.available() >= bwidth)   {
     for(int cnt=0; cnt<bwidth; cnt++)  ibuf[cnt] = Serial1.read(); // Then: Get them.
  }
  
  if( ibuf[0]==bsync ) {                          // byte 0 == syncbyte ?
     displayvalues(20, "Received...:", ibuf);
     chk=(byte)checksum(ibuf);
     //if(chk==ibuf[1]) {                         // chksum ok? <<<<<<<<<<< outcomment ?
        displayvalues(60, "checked...:", ibuf);
        memcpy(inval, ibuf, sizeof(ibuf));
        // change values to send back!
        memcpy(val, inval, sizeof(val));          // copy inbuf to outbuf
        val[0]=bsync;  
        val[6]+=1;                                // change [6] to send back
     //}
  }    
    
  
  // array send back to master:
  
  //Serial.println();  
  chk=(byte)checksum(val);
  val[1]=chk;  
  for(cnt=0; cnt<bwidth; ++cnt) {        
     Serial1.write(val[cnt]);        // Send value to the Rx Arduino        
  }
  displayvalues(100, "back to master...:", val);
  
      
  
}


//================================================================================​=====
//================================================================================​=====
    - - - Aktualisiert - - -

    ps, nur als Ergänzung:

    auch wenn ich die Displayausgaben komplett auskommentiere und nur einen Counter zur Fortschrittskontrolle anzeige, wird es nicht merklich schneller.
    Geändert von HaWe (05.09.2015 um 10:34 Uhr)
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