tkinterを使って、root.after(10, readSerial)によってシリアル信号をサイクリックに受け取る

Question

実現したいこと

Pythonを使ってArduino(CANシールド搭載)とシリアル通信をして
別のArduino(CANシールド搭載)と通信をしたい。

その際に
tkinterを使って、root.after(10, readSerial)によって
シリアル信号の受信を待ち続けて、
アプリケーションのテキストウィンドウに表示したい。

前提

両社のArduinoはすでにCAN通信が相互にできていることを確認できている。
また、単純にArduinoIDEのシリアルモニタで通信の確認もできている。

↓シリアルモニタ

 => Message Sent Successfully!
Sending from CAN No.1
 => Message Sent Successfully!
Sending from CAN No.2
 => Message Sent Successfully!
Sending from CAN No.3

さらに、単純な以下のシリアル受信スクリプトでは正しく受信できている。

import serial

ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1)

print('Start')

a = True
i = 0
while a:
    data = ser.readline()
    print(data)
    i = i + 1
    if (i>100):
        a = False

ser.close()

結果

b''
b'Sending from CAN No.1\r\n'
b' => Message Sent Successfully!\r\n'
b'Sending from CAN No.2\r\n'
b' => Message Sent Successfully!\r\n'
b'Sending from CAN No.3\r\n'

やったこと

以下のようなコードを作成し、実行しました。
現時点では、テキストボックスではなく、シェルへの出力にしています。

import tkinter as tk
from tkinter import ttk
import serial

ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0, writeTimeout=0)
ser.close()
def readSerial():
    ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0, writeTimeout=10)
    while True:
        rxData = ser.read_all()
        rxData2 = rxData.strip().decode('utf-8')
        print(rxData2)
        txt.insert('end', rxData2)
        if rxData[:2] == "rx":
            txt.insert('end', rxData2)
            
        if len(rxData) == 0:
            ser.close()
            break
    root.after(10, readSerial)

def trans1():
    sigID = entryBox10.get()
    sigDLC = entryBox11.get()
    sigData = []
    value = "ID:" + sigID + ", DLC:" + sigDLC +", Data:"
    sigData.append(entryBox12.get())
    sigData.append(entryBox13.get())
    sigData.append(entryBox14.get())
    sigData.append(entryBox15.get())
    sigData.append(entryBox16.get())
    sigData.append(entryBox17.get())
    sigData.append(entryBox18.get())
    sigData.append(entryBox19.get())
    value = "ID : " + sigID + ",  DLC : " + sigDLC +",  Data :"
    for i in range(int(sigDLC)):
        value = value + " " + sigData[i]
    value = value + "\n"
    #label11["text"] = value
    txt.insert('end', value)

    ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1)
    #ser.write(value)
    ser.write(b"tx:130h,8,FE,F3,33,44,44,22,35,22\n")
    ser.close()
    
def trans2():
    sigID = entryBox20.get()
    sigDLC = entryBox21.get()
    sigData = []
    value = "ID:" + sigID + ", DLC:" + sigDLC +", Data:"
    sigData.append(entryBox22.get())
    sigData.append(entryBox23.get())
    sigData.append(entryBox24.get())
    sigData.append(entryBox25.get())
    sigData.append(entryBox26.get())
    sigData.append(entryBox27.get())
    sigData.append(entryBox28.get())
    sigData.append(entryBox29.get())
    value = "ID : " + sigID + ",  DLC : " + sigDLC +",  Data :"
    for i in range(int(sigDLC)):
        value = value + " " + sigData[i]
    value = value + "\n"
    #label11["text"] = value
    txt.insert('end', value)

    ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1)
    ser.write(value.encode('utf-8'))
    ser.close()
 
# メインウィンドウ作成
root = tk.Tk()
#メインウィンドウのタイトルを変更
root.title("CAN tool for CAN box 3")
#メインウィンドウを640x480にする
root.geometry("640x480")

#ラベルを追加
label1 = tk.Label(root, text="受信内容"+"    Don't Input anything here")
label1.place(x=20, y=20)

#テキストボックス
txt = tk.Text(root)
#txt.insert(1.0, "Don't Input anything here")
txt.place(x = 20, y =40, height = 220, width = 600)

#ラベルを追加
label2 = tk.Label(root, text="送信内容")
label2.place(x=20, y=280)

#送信信号1
y_sig1 = 300
entryBox10 = tk.Entry(root, width = 10)
entryBox10.insert(tk.END, "140")
entryBox10.place(x=20, y=y_sig1)
label11 = tk.Label(root, text="h")
label11.place(x=80, y=y_sig1)
entryBox11 = tk.Entry(root, width = 2)
entryBox11.insert(tk.END, "8")
entryBox11.place(x=120, y=y_sig1)
entryBox12 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox12.insert(tk.END, "FF")
entryBox12.place(x=150, y=y_sig1)
entryBox13 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox13.insert(tk.END, "FF")
entryBox13.place(x=200, y=y_sig1)
entryBox14 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox14.insert(tk.END, "FF")
entryBox14.place(x=250, y=y_sig1)
entryBox15 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox15.insert(tk.END, "FF")
entryBox15.place(x=300, y=y_sig1)
entryBox16 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox16.insert(tk.END, "FF")
entryBox16.place(x=350, y=y_sig1)
entryBox17 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox17.insert(tk.END, "FF")
entryBox17.place(x=400, y=y_sig1)
entryBox18 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox18.insert(tk.END, "FF")
entryBox18.place(x=450, y=y_sig1)
entryBox19 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox19.insert(tk.END, "FF")
entryBox19.place(x=500, y=y_sig1)
#ボタンを作る
button1 = tk.Button(root, text="送信", command=trans1)
button1.place(x=560, y=y_sig1-5)

#送信信号2
y_sig2 = 340
entryBox20 = tk.Entry(root, width = 10)
entryBox20.insert(tk.END, "141")
entryBox20.place(x=20, y=y_sig2)
labe21 = tk.Label(root, text="h")
labe21.place(x=80, y=y_sig2)
entryBox21 = tk.Entry(root, width = 2)
entryBox21.insert(tk.END, "8")
entryBox21.place(x=120, y=y_sig2)
entryBox22 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox22.insert(tk.END, "FF")
entryBox22.place(x=150, y=y_sig2)
entryBox23 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox23.insert(tk.END, "FF")
entryBox23.place(x=200, y=y_sig2)
entryBox24 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox24.insert(tk.END, "FF")
entryBox24.place(x=250, y=y_sig2)
entryBox25 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox25.insert(tk.END, "FF")
entryBox25.place(x=300, y=y_sig2)
entryBox26 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox26.insert(tk.END, "FF")
entryBox26.place(x=350, y=y_sig2)
entryBox27 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox27.insert(tk.END, "FF")
entryBox27.place(x=400, y=y_sig2)
entryBox28 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox28.insert(tk.END, "FF")
entryBox28.place(x=450, y=y_sig2)
entryBox29 = tk.Entry(root, width = 6)
entryBox29.insert(tk.END, "FF")
entryBox29.place(x=500, y=y_sig2)
#ボタンを作る
button2 = tk.Button(root, text="送信", command=trans2)
button2.place(x=560, y=y_sig2-5)

root.after(200, readSerial)

#rootを表示し無限ループ
root.mainloop()

発生している問題・エラーメッセージ

エラーはありません。

ただ、シェルに文字が出てきません。
ただ、改行はしているみたいです。
上記のプログラムでは画面がスクロールされている状態です。

スクリプト内部の出力を、print(rxData2)からprint(rxData)にすると
バイナリの何かしらを受信していることはわかります。
送信と受信のタイミングでしょうか？
※ちなみにシリアルのボーレートはすべて9600に統一していますので、
スクリプトの書き方が悪いように推測しています。

b''
b''
b''
b''
b''

試したこと

readline()を
read_all()、read()に変えてみる。
⇒効果なし

シリアル通信のタイムアウトを0から10に変更
⇒効果なし

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Windows10、
Arduino1.8.9
Python.Python.3.7.4

追記8/17

現在のスクリプトを記載します。
ボタンが2つあって、
1つがstartSerial()とstopSerial()を割り当てています。
startSerial()によって受信開始(とうより読み込み開始？)して、
出力。
その途中にstopSerial()のボタンを押すと中断するようにしたい。

しかし、現状では受信開始してしまうとコントロールができなくなり、
ボタンを押すことができません。

ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1, writeTimeout=0)

def readSerial(figS):
    global ser, fig
    print("a")
    '''
    i = 0
    b = True
    ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1, writeTimeout=0)
    while b == True:
        data = ser.readall()
        print(data)
        i = i + 1
        if (i>100):
            b = False
    ser.close()        
    '''
    #ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1, writeTimeout=0)
    if flgS == True:
        while True:
            rxData = ser.readall()
            rxData2 = rxData.strip().decode('utf-8')
            print(rxData)
            if len(rxData) > 0:
                txt.insert('end', rxData2)
                break
        root.after(10, readSerial(True))
        

def startSerial():
    print("Start serial")
    #ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1, writeTimeout=0)
    readSerial(True)
    
def stopSerial():
    print("Stop serial")
    #ser.close()
    readSerial(False)

Comments

[mokemokechicken]

エラーが無いということはわかりましたが、現在はどういう状況なのでしょうか？

[HiroPokeHero]

おっしゃる通りですね。
現在は受信ができていません。

本文に反映させますね。

Answer 1

ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0, writeTimeout=10)

の部分ですが、
https://pyserial.readthedocs.io/en/latest/pyserial_api.html#serial.Serial
によると、
timeout=0 は NonBlocking Modeということですが、
それまでの検証では timeout=0.1 としていたので、ここもそうしたほうが良いのではないでしょうか。
※ だいぶ、意味が変わってきそうです
※ あと, writeTimeoutはあまり関係なから指定する必要はなさそうです。

---

上記API Referenceでは Serial#read_all() というメソッドは無いのようですが、
PySerialのVersionは何を使っていますでしょうか？
※ たぶん、あまり関係のないことだとは思いますが、念の為。

Comments

[HiroPokeHero]

いろいろ試してみました。

これらでは効果がありませんでした(同じ症状)
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0, writeTimeout=0)
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=10, writeTimeout=0)
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.1, writeTimeout=0)

[mokemokechicken]

そうですか。。。
ちなみに
> 単純な以下のシリアル受信スクリプトでは正しく受信できている

のスクリプトをそのまま

root.mainloop()

の直前に書く(1000回くらいのループで自動で抜けるとして)と、やはりちゃんと表示されるのでしょうか？

[HiroPokeHero]

まず、GUIをつかわない場合です。

”””
Start
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'Begin CAN Training => Entering Configuration Mode Successful!\r\n'
b'Setting Baudrate Successful!\r\n'
b'MCP2515 No.1 Initialized Successfully!\r\n'
b'[Start ....]\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F3,80,01,4F\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'Sending from CAN No.3\r\n'
b' => Message Sent Successfully!\r\n'
b'rx:100h,4,F3,60,01,7C\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F3,60,01,51\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:101h,6,FD,08,FF,08,42,2C\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:102h,6,00,0C,FE,A6,FF,69\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F3,80,01,5C\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'Sending from CAN No.3\r\n'
b' => Message Sent Successfully!\r\n'
b'rx:100h,4,F3,80,01,73\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F3,80,01,5F\r\n'
b'\r\n'
”””

次に、GUIから呼び出した場合です。
かなり、近い動作になります。

”””
Start serial
a
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'Begin CAN Training => Entering Configuration Mode Successful!\r\n'
b'Setting Baudrate Successful!\r\n'
b'MCP2515 No.1 Initialized Successfully!\r\n'
b'[Start ....]\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F4,40,01,50\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'Sending from CAN No.3\r\n'
b' => Message Sent Successfully!\r\n'
b'rx:100h,4,F4,30,01,6D\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F4,20,01,50\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:101h,6,FD,54,FF,54,42,C8\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:102h,6,FF,E9,FE,BE,FF,6B\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F4,30,01,55\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'Sending from CAN No.3\r\n'
b' => Message Sent Successfully!\r\n'
b'rx:100h,4,F4,10,01,81\r\n'
b'\r\n'
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b''
b'\r\n'
b'rx:100h,4,F4,20,01,53\r\n'
b'\r\n'
b''
Exception in Tkinter callback
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\浩和\AppData\Local\Programs\Python\Python37\lib\tkinter\__init__.py", line 1705, in __call__
return self.func(*args)
File "C:\Users\浩和\Documents\Python\CANtool_CANbox3.py", line 39, in startSerial
readSerial()
File "C:\Users\浩和\Documents\Python\CANtool_CANbox3.py", line 12, in readSerial
data = ser.readline()
File "C:\Users\浩和\AppData\Local\Programs\Python\Python37\lib\site-packages\serial\serialwin32.py", line 267, in read
raise portNotOpenError
serial.serialutil.SerialException: Attempting to use a port that is not open
”””

[HiroPokeHero]

この場合コントロールを完全に奪われてGUIを落とすしかシリアル通信を止めることができません。

Answer 2

解決はしていませんが、状況が変わったのでスレッドを新しくします。

Answer 3

ざっと見ただけだけど、

root.after(200, readSerial)

これでreadserialが実際に実行されてるか見てみることだけど、
そこの関数でなにかprintさせてみればどうでしょう

---

    rxData = ser.read_all()

ここで、受信データがない場合、以降の処理をスキップさせないとダメでしょうね

それともひとつ、
その時点で受信できたデータを返す、ので、受信データはここでぶつ切りに受信されます
なので、受信データを溜め込んでいって、データの区切り（この場合は改行？）を検出して、そこで初めて受信データ群を以降の処理に回す、ということをしなくてはいけません。

Comments

[HiroPokeHero]

root.after(200, readSerial) でreadSerialが実行されていると思います。
readSerial()のなかでprint("a")を追加しました。
すると以下のようになりました。
a
b''
a
b''
a
b''

後半についてはもう少し詳しく教えていただけませんでしょうか？

[y_waiwai]

受信データがない場合に、どういう動作になるか考えてみよう。
まさにあなたが提示したような動作になるんじゃないの？

[HiroPokeHero]

その通りです。
受信データがない場合はこんな感じでOKです。
では、受信データがある場合は？
受信データがあるはずなのに、受信データがないかのような状態になっているので困っています。

[y_waiwai]

受信データが有るときにはあるということに気がついてないだけのはなしでは。
read_allという関数がどういうもんかはわかりませんが、
おそらく、1バイトづつ受信されてるんでしょうね。
ログが流れているため、その受信したバイトを見れないでいるだけじゃないですかね

[HiroPokeHero]

恐らくそうなんだと思います。
データが入ってきても読み込みをしたタイミングがフィットしなかったからだと思います。
ではどうすればいいのか？
その方法がわかりません。

while文を回そうとすると
解決もしないし、
ツールの操作が効かなくなってしまいます。

流れているログを拾うことはできないでしょうか？

ser.readline()を実行すると1行分を読むことが出きます。

[y_waiwai]

だから、受信データがないときはログを出力するとかそういうのはパスするようにしましょうよ。
また、メッセージが１行分揃うまでは中で溜めておきましょう。

[HiroPokeHero]

つまり、どうすればよいでしょうか？
その方法がわかればいいのですが。。。