「C++」Linux串口通信 | Ubuntu与单片机通信 | 测量HC-05蓝牙模块的传输延迟
收集数据集的时候需要给数据打时间戳，数据是从单片机上用蓝牙传输到电脑上的，所以需要测试一下传输的延迟，在此做一下记录。
用到的设备
单片机：STM32F103
蓝牙模块：HC-05，两个
USB转TTL：一个
PC：Ubuntu16.04系统
主要思想
从PC端通过蓝牙发送一个数据给单片机，单片机再发送回来，计算时间差除以2，记录多次取平均。
蓝牙和电脑通过USB转TTL连接，与串口等效；和单片机串口直连，也和单片机串口等效。
文章目录
- 准备
- 单片机部分
- Ubuntu部分
-
- 获取当前时间
- 串口通信
- 结果
- 关于Linux串口的大小端问题
准备
两个蓝牙模块需要配置为主从机，教程参考：
https://blog.csdn.net/zx3517288/article/details/52291027
单片机部分
单片机的程序主要是串口接收，然后再发送就好了。
- 初始化串口（这里使用串口1）以及新建工程等等网上资料很多，不做赘述
- 串口中断函数
PS：蓝牙模块连接串口1，程序和串口通信相同
//中断处理
void USART1_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
{
//把寄存器的数据原封不动发回去
USART_SendData(USART1, USART1->DR);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);
}
else if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
//清除接收标志位
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
//使能发送中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);
}
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_ORE);
}
主函数比较简单，系统初始化之后就while(1){}就好。
Ubuntu部分
主要实现的功能是：
- 向串口发送一个数据后等待单片机回传，同时记录当前时间;
- 收到回传后检查是否与发送的数据相同，相同则再次记录时间，计算延迟。
获取当前时间
#include 串口通信
配置参考了网上的代码，整理如下：
usart.cpp
#include usart.h
#ifndef USART_HPP
#define USART_HPP
#include 主函数：
main.cpp
//
// Created by chenyr on 19-10-12.
//
#include "main.h"
int8_t test_data = 0x55; //用于测试的数据
long time_send, time_rece;
std::vector delays;
int main()
{
delays.reserve(1000);
usart_init();
bluetooth_send(test_data); //发送
float average = 0;
while(delays.size() < 1000) //发送1000+次
{
}
//计算平均时间
for (int i = 0; i < delays.size(); i++)
average += delays[i];
average /= delays.size();
std::cout << "Average delay time: " << average << std::endl;
}
void bluetooth_send(int8_t temp)
{
time_send = timestamp();
write(usart_0, &temp, sizeof(int8_t));
}
//串口初始化时绑定的处理函数
void bluetooth_receive(int status)
{
int8_t buf;
std::string receive_str;
read(usart_0,&buf, sizeof(int8_t));
if (buf == test_data)
{
long time_rece = timestamp();
std::cout << "delay time: " << (time_rece - time_send)/2.0 << std::endl;
delays.push_back((float)(time_rece - time_send)/2.0f);
}
else
{
std::cout << "receive wrong data: " << buf << std::endl;
}
bluetooth_send(test_data);
}
main.h
//
// Created by chenyr on 19-10-12.
//
#ifndef MAIN_H
#define MAIN_H
#include 结果
在蓝牙收发模块的直线距离不超过2m的情况下做了3组测试，距离逐渐增加，得到的结果如下:
- 蓝牙延迟在19-20ms左右，波动有点大，估计在正负5ms以上（没有具体计算）
- 距离增加时延迟会增加，但在2m的范围内都是微秒级的增加
关于Linux串口的大小端问题
在测试的时候发现Ubuntu和STM32的大小端并不一样，所以如果发送16位以上的数据，接收到的数据高低位是反的，所以我测试的时候用的是8位的数据（int8_t）。