串口通信boost::asio::serail_port

由于使用的是独立的asio,没有用其他boost的模块,想实现一个超时读写不能用boost::dead_time,只好自己研究写写了,可能有问题,还带测试。

#ifndef  ROBOTIQ_ASIO_SERIALPORT_H
#define ROBOTIQ_ASIO_SERIALPORT_H

#include "asio.hpp"
#include "asio/serial_port.hpp"

#include <thread>
#include <chrono>
#include <future>
#include <memory>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <condition_variable>

#include <QtDebug>
#include <QByteArray>
#include <QThread>

#include "checksum.h"

#define INPUT_SOF 0x03
#define OUTPUT_SOF 0x01

class RobotiqAsioSerialPort
{   
    enum{RECV_BUFFER_SIZE = 128};                                       //接受缓冲区大小
    enum {READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN = 11};   //读状态单包回复最大长度
    enum {ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN = 8};                  //atcion单包回复最大长度

public:  
    enum class eResultCode
    {
        eSuccess,
        eTimeOut,
        eError,
    };

    enum class eCommandType
    {
        eInput,   /*read status */
        eOutput, /*action */
    };

    RobotiqAsioSerialPort(): io_(), port_(io_), backgroud_th_() {
        recv_status_buffer_ = new char[RECV_BUFFER_SIZE];
    }

    RobotiqAsioSerialPort(const std::string& devname, unsigned int baud_rate,
                          asio::serial_port_base::parity opt_parity=asio::serial_port_base::parity(asio::serial_port_base::parity::none),
                          asio::serial_port_base::character_size opt_csize=asio::serial_port_base::character_size(8),
                          asio::serial_port_base::flow_control opt_flow=asio::serial_port_base::flow_control(asio::serial_port_base::flow_control::none),
                          asio::serial_port_base::stop_bits opt_stop=asio::serial_port_base::stop_bits(asio::serial_port_base::stop_bits::one))
        : io_(), port_(io_), backgroud_th_()
    {
        recv_status_buffer_ = new char[RECV_BUFFER_SIZE];
        open(devname,baud_rate,opt_parity,opt_csize,opt_flow,opt_stop);
    }

    ~RobotiqAsioSerialPort(){
        io_.stop();

        if (backgroud_th_.joinable())
            backgroud_th_.join();
    }

    bool open( const std::string& devname, unsigned int baud_rate,
               asio::serial_port_base::parity opt_parity=asio::serial_port_base::parity(asio::serial_port_base::parity::none),
               asio::serial_port_base::character_size opt_csize=asio::serial_port_base::character_size(8),
               asio::serial_port_base::flow_control opt_flow=asio::serial_port_base::flow_control(asio::serial_port_base::flow_control::none),
               asio::serial_port_base::stop_bits opt_stop=asio::serial_port_base::stop_bits(asio::serial_port_base::stop_bits::one)
            )
    {
        if (isOpen())
            close();

        try {
            port_.open(devname);
            port_.set_option(asio::serial_port_base::baud_rate(baud_rate));
            port_.set_option(opt_parity);
            port_.set_option(opt_csize);
            port_.set_option(opt_flow);
            port_.set_option(opt_stop);

            io_.post([this](){
                doRead();
            });

            std::thread t([this](){
                io_.run();
            });

            backgroud_th_.swap(t);

        } catch (std::system_error& ev) {
            qDebug() << "open error: " << ev.what();
            return false;
        }

        qDebug() << "open serail port success";
        return true;
    }

    bool isOpen() const
    {
        return port_.is_open();
    }

    bool close()
    {
        if (!isOpen())
            return false;

        io_.post([this](){
            doClose();
        });
        backgroud_th_.join();
        io_.reset();

        return true;
    }

    void doClose()
    {
        port_.cancel();
        port_.close();
    }

    size_t write(const char *data, size_t size)
    {
        return asio::write(port_, asio::buffer(data, size));
    }

    size_t write(const std::vector<char>& data)
    {
        return asio::write(port_, asio::buffer(&data[0], data.size()));
    }


    void doRead()
    {
        memset(tmp_read_buffer_, '\0',  sizeof(tmp_read_buffer_));
        port_.async_read_some(asio::buffer(tmp_read_buffer_), [this](const asio::error_code &ec, const size_t bytes_transferred){
            if (ec) {
                qDebug() << "read error" << QString::fromStdString(ec.message());
            } else {
                //  qDebug() << "current receive data: "<< QByteArray(tmp_read_buffer_, 11);
                pushToBuffer(tmp_read_buffer_, bytes_transferred);
                doRead();
            }
        });
    }

    eResultCode requestGripper(int id, std::vector<char> request, char* response, size_t len, eCommandType type = eCommandType::eInput,  int timeout = 1000)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(order_mtx_);

        const auto dead_time = std::chrono::steady_clock::now() + std::chrono::milliseconds(timeout);
        //同步写
        write(request);

        //在超时时间内等待回复
        while (std::chrono::steady_clock::now() <  dead_time)
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lk(buffer_mtx_);
            if (type == eCommandType::eOutput)
            {
                if (pickOutputResponse(id, response, len))
                {
                    return eResultCode::eSuccess;
                }
            }
            else
            {
                if(pickInputResponse(id, response, len))
                {
                    return eResultCode::eSuccess;
                }
            }
        }
        return eResultCode::eTimeOut;
    }

private:
    int pushToBuffer(char* buf, size_t len)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(buffer_mtx_);
        if (status_index >=  RECV_BUFFER_SIZE){
            status_index = 0;
            memset(recv_status_buffer_, '\0',   RECV_BUFFER_SIZE);
        }

        memcpy(recv_status_buffer_ + status_index, buf, len);
        status_index += len -1;
        return status_index;
    }

    bool pickInputResponse(int id, char *response, size_t len)
    {
        if (status_index < READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN - 1)
        {
            return false;
        }

        for (int idx = 0; idx < status_index - 1; idx++)
        {
            //找数据头
            if (recv_status_buffer_[idx] == uint8_t(id) && recv_status_buffer_[idx+1] == uint8_t(INPUT_SOF))
            {
                //长度检测-- 正确的长度是11
                if (status_index - idx >= READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN - 1)
                {
                    //crc检测
                    uint8_t crc_low = recv_status_buffer_[idx + READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN - 1];
                    uint8_t crc_high = recv_status_buffer_[idx + READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN - 2];
                    uint8_t data[READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN -2 ] = {0x0}; //报头+数据段
                    memcpy(data, recv_status_buffer_ + idx, READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN - 2);
                    uint16_t crc = Checksum::crc16ForModbus(data, READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN - 2);
                    if (uint8_t(crc) == crc_high && uint8_t(crc >>8) == crc_low)
                    {
                        //获取正确的数据包
                        memcpy(response, recv_status_buffer_ + idx, len);
                        memset(recv_status_buffer_,  0x0, READ_STATUS_SINGLE_PACKAGE_LEN);
                        status_index = 0;
                        return true;
                    }
                }
            }
        }

        //找不到正确的报文则继续读串口
        return false;
    }

    bool pickOutputResponse(int id, char *response, size_t len)
    {
        if (status_index < ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN - 1)
        {
            return false;
        }

        for (int idx = 0; idx < status_index - 1; idx++)
        {
            //找数据头
            if (recv_status_buffer_[idx] == uint8_t(id) && recv_status_buffer_[idx+1] == uint8_t(OUTPUT_SOF))
            {
                //长度检测-- 正确的长度是8
                if (status_index - idx >= ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN - 1)
                {
                    //crc检测
                    uint8_t crc_low = recv_status_buffer_[idx + ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN - 1];
                    uint8_t crc_high = recv_status_buffer_[idx + ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN - 2];
                    uint8_t data[ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN -2 ] = {0x0}; //报头+数据段
                    memcpy(data, recv_status_buffer_ + idx, ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN - 2);
                    uint16_t crc = Checksum::crc16ForModbus(data, ACTION_SIGNLE_PACKAGE_LEN - 2);
                    if (uint8_t(crc) == crc_high && uint8_t(crc >>8) == crc_low)
                    {
                        //获取正确的数据包
                        memcpy(response, recv_status_buffer_ + idx, len);
                        memset(recv_status_buffer_,  0x0, RECV_BUFFER_SIZE);
                        status_index = 0;
                        return true;
                    }
                }
            }
        }

        //找不到正确的报文则继续读串口
        return false;
    }

private:
    char tmp_read_buffer_[64];
    char *recv_status_buffer_ = nullptr;
    int status_index = 0;   //当前写到缓冲区的位置

    std::mutex buffer_mtx_;  //读写缓冲区锁
    std::mutex order_mtx_;

    asio::io_service io_;
    asio::serial_port port_;
    std::thread backgroud_th_;
};

#endif // ROBOTIQ_ASIO_SERIALPORT_H

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,133评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,682评论 3 390
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 160,784评论 0 350
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,508评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,603评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,607评论 1 293
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,604评论 3 415
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,359评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,805评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,121评论 2 330
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,280评论 1 344
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,959评论 5 339
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,588评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,206评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,442评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,193评论 2 367
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,144评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容