C/C++ | PICO-SDK | Raspberry Pi Pico 使用回调从 USB-CDC 串行读取字符串 |如何使用stdio_set_chars_available_callback()

Question

我尝试使用

stdio

读取通过 USB 传输到 Raspberry Pi Pico 的字符串。 一旦字符可用，就应该在回调函数中读取字符串。我不想轮询界面是否有新字符或使用重复计时器。

因为

UART0

和

UART1

需要用于其他目的，并且所有 PIO 状态机都用于更多 UART 接口 USB 是唯一的选择。

PICO_SDK 提供了功能

void stdio_set_chars_available_callback(void(*)(void *) fn, void *param)

，以便在有字符可供读取时收到通知。

我有以下代码用于测试目的。 现在，我不尝试仅读取字符串中的单个字符（作为整数），然后将整数回显给用户。当我无法读取字符时，我也无法读取字符串。

编辑2023年6月19日

正如我在评论中所说，这不是实际的项目。真实的项目有 3000 多行长，完全基于中断和回调的概念。除了

UART0

和

UART1

之外，我还使用 PIO 状态机实现了

UART2

、

UART3

、

UART4

和

UART5

。项目所需的一切。 遗憾的是，使用

getchar_timeout_us(0);

不是一个选择，它会破坏架构并导致问题。使协议解析、检查字节间距（即字节之间的时间）变得更加困难。

结束编辑

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"

void callback(void *ptr){

    int *i = (int*) ptr;  // cast void pointer back to int pointer
    // read the character which caused to callback (and in the future read the whole string)
    *i = getchar_timeout_us(100); // length of timeout does not affect results
}

int main(){
    stdio_usb_init(); // init usb only. uart0 and uart1 are needed elsewhere
    while(!stdio_usb_connected()); // wait until USB connection
    int i = 0;
    stdio_set_chars_available_callback(callback, (void*)  &i); //register callback

    // main loop
    while(1){
        if(i!=0){
            printf("%i\n",i); //print the integer value of the character we typed
            i = 0; //reset the value
        }
        sleep_ms(1000);
    }
    return 0;
}

回调本身有效 我最初通过启用回调内的 LED 来测试它。当我在终端中输入任何内容时，LED 就会亮起。 void 指针的传递也有效。因为值是通过回调改变的。

我认为问题在于

*i = getchar_timeout_us(100);

。

该函数始终返回

-1

，而不是我键入的字符的ascii（整数）值。发生超时时，

get_char_timeout_us()

返回

PICO_ERROR_TIMEOUT

宏。

宏

PICO_ERROR_TIMEOUT

的值为

-1

。换句话说，我们超时了。

超时很奇怪，我们在回调方法中读取字符超时，通知我们可以读取字符。

选择

getchar_timeout_us(100);

中的100 μs是因为它并不比波特率为115200时字节之间的最小时间长很多。 最短时间为 86,805 µs。也许人类打字速度太快，但我会编写一个 python 脚本，将字符串发送到 Raspberry Pi Pico。

我希望在通知我有可用字符的回调方法中读取字符会返回发送字符，而不是

PICO_ERROR_TIMEOUT

。

我最初的假设是，

getchar_timeout_us(100);

中的 100 μs 超时对于人类输入字符来说太短了。尽管缓冲区中至少应该有一个字符，否则回调不应该首先触发。但无论如何，我尝试将超时时间增加到 1,000,000 μs，即 1 秒。还是

PICO_ERROR_TIMEOUT

.

我也尝试了多个终端，通常我在Windows上使用PySerial模块

serial.tools.miniterm

。 我还在 Fedora Linux 38（不同的计算机）上尝试了 minicom 和 screen，没有不同的结果。

使用

getchar();

一起摆脱超时，但这只会导致回调无限期地被阻止。

当我进入回调时，我输入的字符似乎消失在空白中。

但我的假设是

getchar_timeout_us(100);

和

getchar();

只是错误的函数。

正确调用的函数是什么？或者说如何正确使用现有的函数来读取缓冲区中的字符？

太排除我在编译时遇到的任何问题，这里是 CMakeList.txt：

# Generated Cmake Pico project file

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

# Initialise pico_sdk from installed location
# (note this can come from environment, CMake cache etc)
set(PICO_SDK_PATH "../../pico-sdk")

set(PICO_BOARD pico CACHE STRING "Board type")

# Pull in Raspberry Pi Pico SDK (must be before project)
include(pico_sdk_import.cmake)

if (PICO_SDK_VERSION_STRING VERSION_LESS "1.4.0")
  message(FATAL_ERROR "Raspberry Pi Pico SDK version 1.4.0 (or later) required. Your version is ${PICO_SDK_VERSION_STRING}")
endif()

project(foo C CXX ASM)

# Initialise the Raspberry Pi Pico SDK
pico_sdk_init()

# Add executable. Default name is the project name, version 0.1

add_executable(foo src/foo.cpp )

target_include_directories(foo
  PUBLIC
    include/
)

pico_set_program_name(foo "foo")
pico_set_program_version(foo "0.1")

pico_enable_stdio_uart(foo 0) # disable stdio over UART we need it
pico_enable_stdio_usb(foo 1)  # enable stdio over USB

# Add the standard library to the build
target_link_libraries(foo
        pico_stdlib)

# Add the standard include files to the build
target_include_directories(foo PRIVATE
  ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}
  ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/.. # for our common lwipopts or any other standard includes, if required
)

pico_add_extra_outputs(foo)

我的终端输出如下。

py -m  serial.tools.miniterm COM14 115200
--- Miniterm on com14  115200,8,N,1 ---
--- Quit: Ctrl+] | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
-1
-1
-1
-1
-1

--- exit ---

我输入了Hello

(72, 101, 108, 108, 111)

，但我得到了

(-1, -1, -1, -1, -1)

编辑2023年6月19日

像这样的准系统 Echo 程序：

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"

int main()
{
    //stdio_init_all();
    stdio_usb_init(); // init usb only. uart0 and uart1 are needed elsewhere
    while(!stdio_usb_connected()); // wait until USB connection
    while(1){
        int i = getchar_timeout_us(100);
        if(i >= 0){
            printf("%i", i);
        }
    }
    return 0;
}

工作完美 当我输入

Hello

时，我会按预期得到

(72, 101, 108, 108, 111)

。

遗憾的是，设置变量

i

volatile

 并不会改变输出。
另外，因为我传递的 void poniter 不应该是易失性的，所以它会抛出警告（这是预期的）。
将 

i

 替换为全局 

volatile int g = 0

（无示例）变量。

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"

void callback(volatile void *ptr){

    volatile int *i = (volatile int*) ptr;  // cast void pointer back to int pointer
    // read the character which caused to callback (and in the future read the whole string)
    *i = getchar_timeout_us(100); // length of timeout does not affect results
}

int main(){
    stdio_usb_init(); // init usb only. uart0 and uart1 are needed elsewhere
    while(!stdio_usb_connected()); // wait until USB connection
    volatile int i = 0;
    stdio_set_chars_available_callback(callback, (volatile void*)  &i); //register callback

    // main loop
    while(1){
        if(i!=0){
            printf("%i\n",i); //print the integer value of the character we typed
            i = 0; //reset the value
        }
        sleep_ms(1000);
    }
    return 0;
}

我注意到了什么 回调内的

gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 1)

 之后 

*i = getchar_timeout_us(100);

 将打开 LED（这是预期的）。

但是将

gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 0)

 放在主循环内 

sleep_ms(1000);

 之后 

将不会 开启 LED，正如预期的那样。

结束编辑

Answer 1

可能您需要使用 CMakeLists.txt 中的定义

https://www.opensourceagenda.com/projects/pico-sdk/versions

添加了

stdio_set_chars_available_callback()

 函数来设置输入可用时调用的回调。另请参阅新的 

PICO_STDIO_USB_SUPPORT_CHARS_AVAILABLE_CALLBACK

 和 

PICO_STDIO_UART_SUPPORT_CHARS_AVAILABLE_CALLBACK

 定义，它们都默认为 1，并分别控制 USB 和 UART stdio 的这一新功能的可用性（需要多一点代码）。