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Exemplo de utilização da serial com caracter de transparênci

Programação C em geral

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Exemplo de utilização da serial com caracter de transparênci

Mensagempor Red Neck Guy » 13 Set 2014 11:50

Quando eu utilizo a classe SerialPort do .net nunca utilizo o evento rxdata já que esse evento é disparado assincronamente e não cria uma interface de trabalho com a qual eu me sinta confortável em trabalhar. Ao invés de trabalhar com ela, eu prefiro manipular diretamente o buffer de recepção utilizando os métodos read e a proprieade bytesToRead, dessa forma, eu posso ir lendo os bytes que vão chegando sem ter que esperar a ocorrência do evento, ou então, ficar remontando o pacote.
Não vou explicar o código abaixo agora, caso alguém se interesse por essa metodologia poder iniciar um debate sobre ela já que um escrever um tutorial ou artigo é demais para a minha cabeça.

Classe que implementa o protocolo:
csharp code 
/*__________________________________________________________________________________
|	    Chave Digital Tecnologia Eletronica Ltda. 
|       
|       Balneário Camboriú - SC
|       www.chavedigital.com.br
| __________________________________________________________________________________
|
|       This source code was developed by Chave Digital and cannot be copied, in part 
|       or in whole, or used, except when legally licensed by Chave Digital
|       or its distributors.
|
|       Este código é propriedade da Chave Digital e não pode ser copiado, em parte 
|       ou em todo, ou utilizado, exceto quando for legalmente licenciado pela 
|       Chave Digital ou por um de seus distribuidores.
| __________________________________________________________________________________
|
|       Arquivo            :  JanusTailV2.cs
|       Descrição          :  Protocolo para comunicação com o modulador a 
|                             dois fios
| 
|       Autor              :  Marcos Aquino
|       Data criação       :  10/09/2014
|
|       Revisões           :  1.0.0.0
|
|
| __________________________________________________________________________________
*/
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO.Ports;
using System.Threading;

namespace JanusTailMestre
{
    /// <summary>
    /// Definição dos comandos de rede implementados
    /// pelo protocolo Janus Tail
    /// </summary>
    public enum eJANUSTAIL_commands
    {
        READ_MEMORY_BLOCK = 0x0A,
        WRITE_MEMORY_BLOCK,
        GET_FUNCTIONS_TABLE,
        EXECUTE_FUNCTION,
    }

    /// <summary>
    /// Definição das exceções que
    /// podem ocorrer durante as negociações de comunicação
    /// </summary>
    public enum eJANUSTAIL_exceptions
    {
        ENDERECO_INICIAL_INVALIDO = 1,
        TAMANHO_BLOCO_INVALIDO,
    }

    /// <summary>
    /// Implementação do protocolo Janus Tail V2
    /// </summary>
    public class JanusTailV2
    {
        private SerialPort porta;
        private const int TEMPO_MAXIMO_ESPERA = 250;

        private const byte STX = 2;
        private const byte ETX = 3;
        private const byte DLE = 0x10;

        private byte ultimoRecebido = 255;
        private byte bytesRecebidos;
        private byte[] bufferRx = new byte[128];
        private byte[] bufferTx = new byte[256];

        private readonly byte[] sequenciaInicio = new byte[] { 0x10, 0x02 };
        private readonly byte[] sequenciaFim = new byte[] { 0x10, 0x03 };

        /// <summary>
        /// Cria uma nova instância do protocolo
        /// </summary>
        /// <param name="porta">Porta onde está conectado o dispositivo</param>
        /// <param name="baudrate">baudrate utilizado na comunicação</param>
        public JanusTailV2(String porta, int baudrate)
        {
            try
            {
                this.porta = new SerialPort(porta, baudrate);                
                this.porta.Open();
            }
            catch (Exception e)
            {
                throw new Exception("Erro ao iniciar a porta serial:" + e.Message);
            }
        }

        /// <summary>
        /// Faz o recebimento dos bytes no buffer
        /// </summary>
        /// <param name="valor">valor que foi recebido</param>
        /// <returns>True se detectar um novo pacote</returns>
        private bool recebeByte(byte valor)
        {
            switch (valor)
            {
                case STX: // Se o último caracter for DLE, então agora é o início do pacote
                    if (ultimoRecebido == DLE)
                        bytesRecebidos = 0;
                    else
                        if (bytesRecebidos < (bufferRx.Length - 1))
                            bufferRx[bytesRecebidos++] = valor;
                    break;
                case ETX: //Se o último recebido foi DLE, então é indicação de final do pacote
                    if (ultimoRecebido == DLE)
                    {
                        ultimoRecebido = 255;
                        return true;
                    }
                    else
                    {
                        if (bytesRecebidos < (bufferRx.Length - 1))
                            bufferRx[bytesRecebidos++] = valor;
                    }
                    break;
                case DLE: // Se o último recebido foi um DLE, então indica que o valor
                    // era um marcador de DLE
                    if (ultimoRecebido == DLE)
                    {
                        if (bytesRecebidos < (bufferRx.Length - 1))
                            bufferRx[bytesRecebidos++] = valor;
                        ultimoRecebido = 255;
                        return false;
                    }
                    break;
                default: // O restante dos bytes caem direto no buffer
                    if (bytesRecebidos < (bufferRx.Length - 1))
                        bufferRx[bytesRecebidos++] = valor;
                    break;
            }

            ultimoRecebido = valor;
            return false;
        }

        /// <summary>
        /// Monta o pacote utilizando o caracter de transparência, envia pelo canal serial e 
        /// aguarda a chegada do pacote de resposta
        /// </summary>
        /// <param name="buffer">buffer que será enviado</param>
        /// <param name="tamanho">tamanho dos dados dentro do buffer</param>
        private byte[] enviaPacote(byte[] buffer, int tamanho)
        {
            if (porta == null)
                throw new Exception("Porta fechada");

            int indice = 0;
            bufferTx[indice++] = DLE;
            bufferTx[indice++] = STX;

            for (int i = 0; i < tamanho; i++)
                if (buffer[i] == DLE)
                {
                    bufferTx[indice++] = DLE;
                    bufferTx[indice++] = DLE;
                }
                else
                    bufferTx[indice++] = buffer[i];

            bufferTx[indice++] = DLE;
            bufferTx[indice++] = ETX;

            porta.Write(bufferTx, 0, indice);
            int contadorTimeOut = TEMPO_MAXIMO_ESPERA;

            do
            {
                int recebidos = porta.BytesToRead;
                while (recebidos > 0)
                {
                    if (recebeByte((byte)porta.ReadByte()))
                    {
                        byte[] buf = new byte[bytesRecebidos];
                        for (byte i = 0; i < bytesRecebidos; i++)
                            buf[i] = bufferRx[i];
                        return buf;
                    }
                    recebidos--;
                }

                Thread.Sleep(1);
            }
            while (contadorTimeOut-- > 0);

            return null;
        }

        /// <summary>
        /// Lê um bloco de dados a partir da Janus Tail
        /// </summary>
        /// <param name="endereco">Endereço da janus tail</param>
        /// <param name="enderecoInicial">Endereço inicial do bloco</param>
        /// <param name="tamanhoBloco">tamanho do bloco</param>
        /// <returns></returns>
        public byte[] leBloco(byte endereco,UInt16 enderecoInicial, byte tamanhoBloco)
        {
            byte[] bufferOut = new byte[10];

            bufferOut[0] = endereco;
            bufferOut[1] = 8;
            bufferOut[2] = (byte)eJANUSTAIL_commands.READ_MEMORY_BLOCK;
            bufferOut[3] = (byte)(enderecoInicial >> 8);
            bufferOut[4] = (byte)(enderecoInicial);
            bufferOut[5] = tamanhoBloco;
            UInt16 crc = CRC16.calcula(bufferOut, 6);
            bufferOut[6] = (byte)(crc >> 8);
            bufferOut[7] = (byte)crc;

            byte[] rec = enviaPacote(bufferOut, 8);

            if (rec != null && rec.Length==rec[1] && CRC16.calcula(rec,(byte)(rec.Length-2))==(UInt16)(rec[rec.Length-2]<<8 | rec[rec.Length-1]) && rec[0] == endereco && rec[2]==bufferOut[2])
            {
                byte[] bufferNovo = new byte[tamanhoBloco];

                for (byte i = 0; i < tamanhoBloco; i++)
                    bufferNovo[i] = rec[6 + i];

                return bufferNovo;
            }
            return null;
        }
    }

    public class CRC16
    {
        private static readonly byte[] tabelaCrcHigh = new byte[256]{
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
            0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40
            };
        private static readonly byte[] tabelaCrcLow = new byte[256]{
            0x00,0xC0,0xC1,0x01,0xC3,0x03,0x02,0xC2,0xC6,0x06,0x07,0xC7,0x05,0xC5,0xC4,0x04,
            0xCC,0x0C,0x0D,0xCD,0x0F,0xCF,0xCE,0x0E,0x0A,0xCA,0xCB,0x0B,0xC9,0x09,0x08,0xC8,
            0xD8,0x18,0x19,0xD9,0x1B,0xDB,0xDA,0x1A,0x1E,0xDE,0xDF,0x1F,0xDD,0x1D,0x1C,0xDC,
            0x14,0xD4,0xD5,0x15,0xD7,0x17,0x16,0xD6,0xD2,0x12,0x13,0xD3,0x11,0xD1,0xD0,0x10,
            0xF0,0x30,0x31,0xF1,0x33,0xF3,0xF2,0x32,0x36,0xF6,0xF7,0x37,0xF5,0x35,0x34,0xF4,
            0x3C,0xFC,0xFD,0x3D,0xFF,0x3F,0x3E,0xFE,0xFA,0x3A,0x3B,0xFB,0x39,0xF9,0xF8,0x38,
            0x28,0xE8,0xE9,0x29,0xEB,0x2B,0x2A,0xEA,0xEE,0x2E,0x2F,0xEF,0x2D,0xED,0xEC,0x2C,
            0xE4,0x24,0x25,0xE5,0x27,0xE7,0xE6,0x26,0x22,0xE2,0xE3,0x23,0xE1,0x21,0x20,0xE0,
            0xA0,0x60,0x61,0xA1,0x63,0xA3,0xA2,0x62,0x66,0xA6,0xA7,0x67,0xA5,0x65,0x64,0xA4,
            0x6C,0xAC,0xAD,0x6D,0xAF,0x6F,0x6E,0xAE,0xAA,0x6A,0x6B,0xAB,0x69,0xA9,0xA8,0x68,
            0x78,0xB8,0xB9,0x79,0xBB,0x7B,0x7A,0xBA,0xBE,0x7E,0x7F,0xBF,0x7D,0xBD,0xBC,0x7C,
            0xB4,0x74,0x75,0xB5,0x77,0xB7,0xB6,0x76,0x72,0xB2,0xB3,0x73,0xB1,0x71,0x70,0xB0,
            0x50,0x90,0x91,0x51,0x93,0x53,0x52,0x92,0x96,0x56,0x57,0x97,0x55,0x95,0x94,0x54,
            0x9C,0x5C,0x5D,0x9D,0x5F,0x9F,0x9E,0x5E,0x5A,0x9A,0x9B,0x5B,0x99,0x59,0x58,0x98,
            0x88,0x48,0x49,0x89,0x4B,0x8B,0x8A,0x4A,0x4E,0x8E,0x8F,0x4F,0x8D,0x4D,0x4C,0x8C,
            0x44,0x84,0x85,0x45,0x87,0x47,0x46,0x86,0x82,0x42,0x43,0x83,0x41,0x81,0x80,0x40
            };

        /// <summary>
        /// Calcula o crc de um pacote 
        /// </summary>
        /// <param name="buffer">buffer</param>
        /// <param name="tamanho">tamanho do pacote</param>
        /// <returns></returns>
        public static UInt16 calcula(byte[] buffer, byte tamanho)
        {
            byte crcLow = 255, crcHigh = 255, indice;

            for (byte i = 0; i < tamanho; i++)
            {
                indice  = (byte)(buffer[i] ^ crcHigh);
                crcHigh = (byte)(tabelaCrcHigh[indice] ^ crcLow);
                crcLow = tabelaCrcLow[indice];
            }

            return (UInt16)(crcHigh << 8 | crcLow);
        }        
    }


}


Classe que implementa o formulário de teste
csharp code 
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;
using System.IO.Ports;
using JanusTailMestre;

namespace MonitorTailV3
{
    public delegate void dlgFloat(float f);
    public delegate void dlgBool(float b);
    public delegate void dlgIntIn(UInt32 a,UInt32 b,UInt32 perdidos);

    public partial class Form1 : Form
    {
        private Thread taskProtocolo;
        private String porta;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();

            populaPortas();
        }

        /// <summary>
        /// Popula a lista de portas com todas
        /// que estiverem disponíveis para a aplicação
        /// </summary>
        private void populaPortas()
        {
            String[] portas = SerialPort.GetPortNames();

            toolStripComboBox1.Items.Clear();

            for (int i = 0; i < portas.Length; i++)
                toolStripComboBox1.Items.Add(portas[i]);
        }

        /// <summary>
        /// Setter para o texto do label da tensão da saída de laço
        /// </summary>
        /// <param name="tensao"></param>
        private void escreveTensaoAlimentacaoAuxiliar(float tensao)
        {
            lblTensaoLaco.Text = String.Format("{0}", tensao);
        }

        /// <summary>
        /// Chamada cruzada para escrever no label a tensão de alimentação
        /// da saída de laço
        /// </summary>
        /// <param name="tensao"></param>
        private void escreveTensaoAlimentacaoLaco(float tensao)
        {
            if (InvokeRequired)
            {
                dlgFloat dlg = new dlgFloat(escreveTensaoAlimentacaoAuxiliar);
                Invoke(dlg, new Object[] { tensao });
            }
            else
                escreveTensaoAlimentacaoAuxiliar(tensao);
        }

        /// <summary>
        /// Setter para o texto da label da tensão do retorno do laço
        /// </summary>
        /// <param name="tensao"></param>
        private void escreveTensaoRetornoAuxiliar(float tensao)
        {
            lblTensaoRetornoLaco.Text = String.Format("{0}", tensao);
        }

        /// <summary>
        /// Chamada cruzada para escrever no label da
        /// tensão da saída do laço
        /// </summary>
        /// <param name="tensao"></param>
        private void escreveTensaoRetorno(float tensao)
        {
            if (InvokeRequired)
            {
                dlgFloat dlg = new dlgFloat(escreveTensaoRetornoAuxiliar);
                Invoke(dlg, new Object[] { tensao });
            }
            else
                escreveTensaoRetornoAuxiliar(tensao);
        }

        /// <summary>
        /// Thread que faz a monitoração
        /// do protocolo Janus Tail Mestre
        /// </summary>
        private void monitor()
        {
            try
            {
                JanusTailV2 protocolo = new JanusTailV2(porta, 56000);
                UInt32 enviados = 0, recebidos = 0,perdidos=0;

                for (; ; )
                {
                    enviados++;
                    byte[] buffer = protocolo.leBloco(0xFe,0, 5);
                    if (buffer != null)
                    {
                        recebidos++;
                    }
                    else
                        perdidos++;

                    atualizaContadorBytes(enviados, recebidos,perdidos);
                }
            }
            catch (Exception)
            {

            }
        }

        /// <summary>
        /// Atualiza a listagem com as portas de 
        /// comunicação disponíveis no sistema
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void toolStripButton1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            populaPortas();
        }

        /// <summary>
        /// Inicia a thread que monitora 
        /// o protocolo e interage com a placa 
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnIniciar_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            porta = toolStripComboBox1.Text;
            btnIniciar.Enabled = false;
            toolStripComboBox1.Enabled = false;
            btnTerminar.Enabled = true;

            taskProtocolo = new Thread(monitor);
            taskProtocolo.Start();
        }
        /// <summary>
        /// Atualiza o contador de bytes no form
        /// </summary>
        /// <param name="enviados"></param>
        /// <param name="recebidos"></param>
        private void atualizaContadorBytesAuxiliar(UInt32 enviados, UInt32 recebidos,UInt32 perdidos)
        {
            tssStatus.Text = String.Format("Pacotes enviados:[{0}],pacotes recebidos:[{1}],pacotes perdidos:[{2}]", enviados, recebidos,perdidos);
        }

        /// <summary>
        /// Atualiza o contador de pacotes no formulário
        /// </summary>
        /// <param name="enviados"></param>
        /// <param name="recebidos"></param>
        private void atualizaContadorBytes(UInt32 enviados, UInt32 recebidos,UInt32 perdidos)
        {
            if (InvokeRequired)
            {
                dlgIntIn dlg = new dlgIntIn(atualizaContadorBytesAuxiliar);
                Invoke(dlg, new Object[] { enviados, recebidos,perdidos });
            }
            else
                atualizaContadorBytesAuxiliar(enviados, recebidos,perdidos);
        }
    }
}
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Re: Exemplo de utilização da serial com caracter de transpar

Mensagempor Red Neck Guy » 13 Set 2014 11:55

Esse código é só o início de uma ferramenta de testes que estou escrevendo para uma placa na qual estou trabalhando no firmware, o que vocês sentirão falta é uma forma como enviar dados assincronamente utilizando o protocolo já que a thread apenas faz a monitoração. Bem isso é muito fácil, o próximo passo na implementação é a criação de um semáforo para acesso a instância do protocolo e criação de um atributo que guarde a referência dele ao invés de deixá-lo ali como uma variável local dentro do método que implementa a thread.
Assim, nas chamadas assíncronas eu terei a referência para o protocolo e um mecanismo de exclusão mútua que será o semáforo.
A parte do firmware que implementa o protocolo, e a parte do semáforo eu posso postar aqui no futuro caso interesse a alguém, já o restante que será implementado aqui tem a postagem condiciona ao aparecimento de R$ 5000,00 na minha conta bancária :lol:
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Re: Exemplo de utilização da serial com caracter de transpar

Mensagempor tcpipchip » 13 Set 2014 18:54

Portou para micro framework ?
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Re: Exemplo de utilização da serial com caracter de transpar

Mensagempor Red Neck Guy » 13 Set 2014 19:59

Não, isso roda no windows por enquanto.
Será que aqui no fórum tem alguém que utiliza o micro frame work?
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Re: Exemplo de utilização da serial com caracter de transpar

Mensagempor tcpipchip » 14 Set 2014 15:58

Eu posso testar para ti se quiseres....
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Re: Exemplo de utilização da serial com caracter de transpar

Mensagempor Red Neck Guy » 14 Set 2014 18:55

o código do escravo de rede está codificado em c para o lpc1768, se tiveres interesse em testar posso te passar o código.
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