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这与微控制器有关，但考虑将其发布在这里，因为这是算法和数据类型的问题，而不是任何硬件问题。我会解释这个问题，以便没有任何硬件知识的人仍然可以参与:)

  1. 在微控制器中有一个 10 位分辨率的模数转换器。（它将输出一个介于 0 和 1023 之间的值）

  2. 我需要使用串行端口将此值发送到 PC。

  3. 但是一次只能写入 8 位。（您需要写入字节）。这是微控制器的限制。

  4. 所以在上述情况下，至少我需要发送 2 个字节。

  5. 我的 PC 应用程序只是读取一系列数字进行绘图。所以它应该捕获两个连续的字节并重新构建数字。但是在这里我们也需要一个分隔符。但定界符仍然具有 0 - 255 之间的 ascii 值，那么它将混淆该过程。

那么最简单的方法是什么？我应该将值作为字符序列发送吗？

Ex : 1023 = "1""0""2""3" Vs "Char(255)Char(4)"

总之，我需要以最快的方式通过 Serial 发送一系列 10 位数字。:)

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4 回答 4

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您需要发送 10 位，并且因为您一次发送一个字节，所以您必须发送 16 位。最大的问题是速度有多重要，发送者和接收者的同步程度如何？根据这些条件，我可以想到 3 个答案。

常规采样，未知连接点

如果设备一直在运行，您不确定何时连接（您可以在序列中的任何时间加入）但采样率低于通信速度，因此您不必关心大小我想我'可能会这样做如下。假设您尝试发送十位abcdefghij（每个字母一位）。

pq0abcde然后我会发送错误检查位pq1fghij的位置p和q位置。这边走：

  • 不需要分隔符（您可以通过 0 或 1 来判断您正在读取哪个字节）
  • 您绝对可以发现任何 1 位错误，因此您了解不良数据

我正在努力寻找一个好的两位纠错码，所以我想我只是为位 2,3 和 4（0，上面的 ab）制作 pa 奇偶校验位，为 5 6 和 7（c， d、e 以上）。举个例子可能会更清楚。

  1. 假设我要发送 714 = 1011001010。
  2. 拆分为 2 10110 , 01010
  3. 添加位以指示第一个和第二个字节 010110、101010
  4. 计算每一半的奇偶校验：p0=par(010)=1, q0=par(110)=0, p1=par(101)=0, q1=par(010)=1
  5. 字节然后是 10010110, 01101010

然后，您可以检测到许多不同的错误情况，如果您失去同步，可以快速检查您正在发送的字节，并且在微控制器中没有任何操作需要很长时间（我会使用 8 条目查找表进行奇偶校验）。

密集数据，已知连接点

如果您知道读取器与写入器同时启动，只需将 4 个十位值作为 5 个字节发送即可。如果您总是一次读取 5 个字节，那么没有问题。如果您想节省更多空间，并且已经拥有良好的样本数据，我会使用哈夫曼编码进行压缩。

密集数据，未知连接点

在 7 个字节中，您可以发送 5 个 10 位值和 6 个备用位。像这样发送 5 个值：

  • 字节 0：0（7 位）
  • 字节 1：1（7 位）
  • 字节 2：1（7 位）
  • 字节 3：1（7 位）
  • 字节 4：0（7 位）
  • 字节 5：0（7 位）
  • 字节 6：（8 位）

然后，每当您看到最高有效位连续出现 3 个 1 时，您就知道您有字节 1、2 和 3。这个想法在 56 中浪费了 1 个位，因此可以提高效率，但您必须发送更多一次的数据。例如（5 个连续的，120 位以 16 个字节发送）：

  • 字节 0：0（7 位）7
  • 字节 1：1（7 位）14
  • 字节 2：1（7 位）21
  • 字节 3：1（7 位）28
  • 字节 4：1（7 位）35
  • 字节 5：1（7 位）42
  • 字节 6：0（7 位）49
  • 字节 7：（8 位）57
  • 字节 8：（8 位）65
  • 字节 9：（8 位）73
  • 字节 10：（8 位）81
  • 字节 11：0（7 位）88
  • 字节 12：（8 位）96
  • 字节 13：（8 位）104
  • 字节 14：（8 位）112
  • 字节 15：（8 位）120

这是一个非常有趣的问题！

于 2010-10-19T08:10:59.307 回答
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最好的方法是将数据转换为 ASCII 字符串并以这种方式发送 - 它使调试更加容易，并且避免了各种通信问题（某些控制字符的特殊含义等）。

如果您确实需要使用所有可用带宽，那么您可以将 4 个 10 位值打包成 5 个连续的 8 位字节。您需要小心同步。

于 2010-10-19T08:01:53.400 回答
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由于您指定了“最快的方式”，我认为排除了将数字扩展到 ASCII 的可能性。

在我看来，可以通过以下编码获得代码简单性和性能的良好折衷：

两个 10 位值将像这样以 3 个字节编码。

前 10 位值位 := abcdefghij

第二个 10 位值位 := klmnopqrst

要编码的字节：

1abcdefg
0hijklmn
0_opqrst

还有一位 (_) 可用，可用于对所有 20 位进行奇偶校验以进行错误检查或仅设置为固定值。

一些示例代码（将 0 放在位置 _ 处）：

#include <assert.h>
#include <inttypes.h>

void
write_byte(uint8_t byte);    /* writes byte to serial */

void
encode(uint16_t a, uint16_t b)
{
  write_byte(((a >> 3) & 0x7f) | 0x80);
  write_byte(((a & 3) << 4) | ((b >> 6) & 0x7f));
  write_byte(b & 0x3f);
}

uint8_t
read_byte(void);  /* read a byte from serial */

void
decode(uint16_t *a, uint16_t *b)
{
  uint16_t x;

  while (((x = read_byte()) & 0x80) == 0)  {}  /* sync */
  *a = x << 3;

  x = read_byte();
  assert ((x & 0x80) == 0); /* put better error handling here */

  *a |= (x >> 4) & 3;
  *b = x << 6;

  x = read_byte();
  assert ((x & 0xc0) == 0); /* put better error handling here */

  *b |= x;
}
于 2010-10-19T08:45:22.127 回答
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我通常使用起始字节和校验和，在这种情况下是固定长度，所以发送 4 个字节，接收方可以查找起始字节，如果接下来的三个加起来是一个已知数量，那么这是一个很好的数据包，取出中间两个字节，如果不继续寻找。接收器始终可以重新同步，并且不会浪费 ascii 的带宽。Ascii 是您的另一个选择，一个不是数字的起始字节，可能是十进制的四个数字。十进制在微控制器中绝对不是有趣的，所以从像 X 这样的非十六进制开始，然后是三个字节，其中包含您的数字的十六进制 ascii 值。搜索 x 检查接下来的三个字节，希望是最好的。

于 2010-10-19T12:08:13.173 回答