从串行设备读取字节(并理解它们??）

Read Bytes off a Serial Device (and make sense of them??)

本文关键字：字节 读取      更新时间：2023-10-16

我正在竭尽全力，试图弄清楚如何从串行设备上读取字节，检查校验和，然后将它们转换成我可以实际读取的东西。

我有一个设备，它"应该"向我发送各种消息，每条消息以字节$83开始，以字节$84结束。倒数第二个字节应该是校验和，由XORign将所有其他值加在一起并进行比较生成。

返回的实际值应该是字母数字，但我不能确定数据的头或尾。我对C++还不熟悉——我肯定这没用。

我读过几本关于串行编程的指南，但我迷路了。

有人能帮我，链接我，或者告诉我如何从串行设备上读取字节，花83美元到84美元观看，然后理解其间的数据吗

以下是每条消息的格式：

$FF byte Destination Address
$10 byte Message Length 16 Bytes
$37 byte Message Type
$00 byte Message subtype
BankAngle int -179 to +180
PitchAngle int -90 to +90
YawAngle int -179 to +180
Slip sint -50 to +50
GForce fps 0 to 6G
MISC byte Mode bits
Heading word 0 to 359 
N/A not used
Voltage byte input voltage

这一切都来自MGL SP-4 AHRS，为了方便使用，我的目标是Linux系统，特别是Ubuntu。我使用GCC编译器结束Eclipse CDT进行开发。

我迷失的地方我可以将数据读取到缓冲区中，但之后我对C++不够精通，无法理解它，因为它不是ASCII。我有兴趣学习我需要知道的东西，但我不知道我需要知道什么。

我有Perl/Java背景。

实现这一点将完全取决于您的目标操作系统和平台。由于您提到的设备在一般使用情况下安装在飞机内部，我认为您的目标不是Windows平台，更可能是Linux或嵌入式系统。有许多资源可用于在此类平台上执行串行I/O（例如：串行编程HOW-TO），您应该查看这些资源。此外，正如设备的安装手册中所建议的（可在页面的一半处获得），您应该"有关消息格式和消息类型选择，请参阅SP-4 OEM手册。"我怀疑您将从该文档中获得最相关和最有用的信息。您可能需要检查制造商是否为您的平台提供了API，因为这将否定您实现实际通信例程的需要。

就理解数据而言，一旦您可以从串行接口读取字节，您就可以利用structs和unions，使访问数据对程序员更友好。对于您提供的粗略消息大纲，类似这样的内容可能是合适的：

struct _message
{
    uint8_t  DestinationAddress;
    uint8_t  MessageLength;
    uint8_t  MessageType;
    uint8_t  MessageSubtype;
    int32_t  BankAngle; //assuming an int is 32 bits
    int32_t  PitchAngle;
    int32_t  YawAngle;
    sint_t   Slip; //not sure what a 'sint' is
    fps_t    GForce; //likewise 'fps'
    uint8_t  MISC;
    uint16_t Heading; //assuming a word is 16 bits
    uint8_t  Unused[UNUSED_BYTES]; //however many there are
    uintt_t  Voltage;
}
struct myMessage
{
    union
    {
        char raw[MAX_MESSAGE_SIZE]; //sizeof(largest possible message)
        struct _message message;
    }
}

这样，如果您要声明struct myMessage serialData;，您可以将消息读取到serialData.raw中，然后方便地访问其成员（例如serialData.message.DestinationAddress）。

编辑：针对您的编辑，我将提供一个如何理解您的数据的示例。这个例子假设只有一种消息类型需要担心，但它可以很容易地扩展到其他类型。

struct myMessage serialData;
memcpy(serialData.raw, serialDataBuffer, MAX_MESSAGE_SIZE); //copy data from your buffer
if(serialData.message.MessageType == SOME_MESSAGE_TYPE)
{
    //you have usable data here.
    printf("I am a SOME_MESSAGE!n");
}

现在，假设这些积分类型实际上只对数据传输有用，您需要将这些位转换为"可用数据"。假设其中一个字段实际上是一个编码的浮点数。一种常见的方案是选择比特权重（有时也称为分辨率）。我不知道这是否直接适用于您的设备，或者它是否是实际值，但为了讨论起见，我们假设YawAngle字段的分辨率为0.00014 degrees/bit。例如，要将消息（serialData.message.YawAngle）中的值从其uint32_t值转换为double，可以执行以下操作：

double YawAngleValue = 0.00014 * serialData.message.YawAngle;

OEM手册应该告诉你数据是如何编码的，你应该能够从中找出如何解码。

现在，假设您有两种消息类型要处理。我已经给你看了一个，还有一个理论上的CRITICAL_BITS消息。要使用我列出的方案添加该类型，您首先需要定义CRITICAL_BITS结构（可能如下）：

struct _critical_bits
{
    uint8_t  DestinationAddress;
    uint8_t  MessageLength;
    uint8_t  MessageType;
    uint8_t  MessageSubtype;
    uint32_t SomeCriticalData;
}

然后将其添加到struct myMessage定义中，如：

struct myMessage
{
    union
    {
        char raw[MAX_MESSAGE_SIZE]; //sizeof(largest possible message)
        struct _message message;
        struct _critical_bits critical_message;
    }
}

则可以像访问其他字段一样访问CCD_ 14。

if(serialData.message.MessageType == CRITICAL_MESSAGE_TYPE)
{
    uint32_t critical_bits = serialData.critical_message.SomeCriticalData;
}

通过阅读structs，您可以找到更多关于它是如何工作的信息。请记住，struct myMessage类型的实例一次只包含一组有意义的数据。更简单地说，如果serialData包含CRITICAL_MESSAGE_TYPE数据，那么serialData.critical_message中的数据是有效的，但serialData.message不是——即使语言不会阻止您在请求时访问该数据。

编辑：再举一个例子；要使用您指定的算法计算消息的校验和，您可能需要这样的东西（假设您已经知道消息完全在缓冲区内）：

uint8_t calculate_checksum(struct myMessage *data)
{
    uint8_t number_bytes = data->message.MessageLength;
    uint8_t checksum = 0;
    int i;
    for(i=0; i<number_bytes; ++i)
    {
        //this performs a XOR with checksum and the byte
        //in the message at offset i
        checksum ^= data->raw[i];
    }
    return checksum;
}

您可能需要针对未包含的字节调整该函数，检查以确保data != NULL等，但它应该会让您开始使用。

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