RaspberryPi と Arduino のシリアル通信

1. 通信ポートと通信データ

RaspberryPi と Arduino は、それぞれのボードのUSBポートを USBケーブルで接続して、双方向のシリアル通信を行うことが可能である。
標準プログラムでは RaspberryPi から Arduino 側には走行指令、Arduno から RaspberryPi側には走行完了の通知などが行われる。

• 通信ポート

  RaspberryPi側は USBシリアルデバイス として /dev/ttyACM0 を指定する。（/deev/ttyAMA0 は GPIO ポート）
  Arduino側は特にポート指定は行わない。

• 通信速度

  115200 bps （Ver2.0→Ver3.0時に 9600bps から変更）
  RaspberryPi、Arduino双方でデバイスオープン時にこの値を設定する。

• 通信データ

  short command_data[3]; // ２バイトの３要素データ （Ver2.0で１バイトから２バイトに変更）
  RaspberryPi → Arduino、Arduino → RaspberryPi とも同じサイズのデータ通信を行う。

通信アルゴリズム

RaspberryPi → Arduino、Arduino → RaspberryPi とも同じ送信アルゴリズムで行う。

• 送信側
  
  　３要素の２バイトデータを以下の２段階で encode し、１バイト単位で７バイトのデータとして送信する。
  　
  1. ２バイトデータ(short)を上位8bitと下位8bitの１バイトデータ(char)に分割する。
     　 short command_data（３要素） → char middle_data（６要素）
     　
  2. 送信データの先頭データのみ最上位ビットを 1 とし、それ以外のデータの最上位ビットは０にセットする。
     char middle_data（６要素） → char serial_data（７要素）
  
  
• 受信側
  　
  1. 受信バッファにデータがあるかをチェックし、あればそのデータを読む。 　
  2. 受信データの最上位ビットが1であれば、既読分を含めそこから続けて７バイトのデータを読み、char serial_data（７要素） に格納する。 　
  3. 送信時の逆の手順でデータを decode する。

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