Arduinoでシリアルデータが受信できない時があります

Question

前提・実現したいこと

PC(MFC)から送信される0x00～0xFFまでのバイナリデータをArduinoで正しく受信したいです。

発生している問題

送信するデータ内容によって、データが消失したか何かで無限ループから抜け出せなくなりました。

該当のソースコード

const int DataMax = 12;
byte rxData[50][DataMax] = { 0 };
int rxCount = 0;

const int Cpin = 7;
const int Spin = 8;
const int Upin = 9;

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    pinMode(Cpin, OUTPUT);
    pinMode(Spin, OUTPUT);
    pinMode(Upin, OUTPUT);
    digitalWrite(Cpin, HIGH);
    digitalWrite(Spin, HIGH);
    digitalWrite(Upin, HIGH);
}

void loop()
{
    SerialRead();
}

bool SerialRead()
{
    int recv = 0;
    bool result = false;
    
    //シリアル受信判定
    if(Serial.available() > 0)
    {
        recv = Serial.read();   //1byteずつ吐き出し
        
        //ヘッダー分岐
        switch(recv)
        {
            case 'C' :
            {
                Hedder_C();
                digitalWrite(Cpin, LOW);
                setupData();
                digitalWrite(Spin, LOW);
                result = true;
                break;
            }
            case 'U' :
            {
                Hedder_U();
                digitalWrite(Upin, LOW);
                result = true;
                break;
            }
            default:
            {
                break;
            }
        }
    }
    
    return result;
}

void Hedder_C()
{
    int recv = 0;
    
    //データ数取得
    while(1)
    {
        recv = Serial.read();   //1byteずつ吐き出し
        if(recv != -1)
        {
            rxCount = recv;
            rxCount++;
            break;
        }
    }
}

void setupData()
{
    int recv = 0;
    
    for(int k = 0; k < rxCount; k++)
    {
        //ヘッダー取得
        while(1)
        {
            recv = Serial.read();   //1byteずつ吐き出し
            if(recv == 'S')
            {
                //データ本体取得
                for(int j = 0; j < DataMax; j++)
                {
                    while(1)
                    {
                        recv = Serial.read();   //1byteずつ吐き出し
                        if(recv != -1)
                        {
                            rxData[k][j] = (byte)recv;
                            break;
                        }
                    }
                }
                break;
            }
        }
    }    
}

void Hedder_U()
{
    int recv = 0;
    int pos = 0;
    
    //データ位置取得
    while(1)
    {
        recv = Serial.read();   //1byteずつ吐き出し
        if(recv != -1)
        {
            pos = recv;
            break;
        }
    }

    //データ本体取得
    for(int j = 0; j < DataMax; j++)
    {
        while(1)
        {
            recv = Serial.read();   //1byteずつ吐き出し
            if(recv != -1)
            {
                rxData[pos][j] = (byte)recv;
                break;
            }
        }
    }
}

受信するシリアルデータ

1. 総データ数：0x43(ヘッダーC), 0x00(データ数-1)
2. データ設定：0x53(ヘッダーS), 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00(データ12byte)

[受信できたデータ設定]
0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

[受信できないデータ設定]
0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

0x53, 0x34, 0xB8, 0x64, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

通信シーケンス

1. 総データ数を受信する
2. 受信した総データ数分だけデータ設定が来るので、それを配列に格納する

※記述はないがヘッダーUで特定のデータの中身を書き換える

試したこと

ボーレートを115200や9600を試してもダメでした。

追記

全ての組み合わせを確認できたわけではありませんが、メッセージの6(0開始)番目が0以外だと必ず発生しました。

Comments

[A_kirisaki]

この場合実際のヘッダー C って 0x43, 0x06 になって、二つのデータ設定が受信できてないって感じですか？

[Alyn]

ヘッダーは問題なく受信できています。例えばデータ設定が7つの場合は総データ数のメッセージが「0x43, 0x06」で届きます。

[A_kirisaki]

7 つのデータはどんなパターンでも受け取れる？それとも下の二つのパターンだけ受け取れない？どうやって確認しました？（質問攻めで大変だと思いますが解決に向けてなので）

[Alyn]

LEDが消灯するかでやっています。本当はLCDを使いたいのですが、今手元にないので正しく受信できればLEDを消せますのでそれで検証しています

Answer 1

配列の宣言に誤りがありました。上記コードはコピーしたものではないため気づきませんでした。

Comments

[A_kirisaki]

あるある〜。あとバッファから一気にデータ読んでくる関数あるで。
Stream.readBytes() - Arduino Reference https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/stream/streamreadbytes/

Answer 2

回答ではありません

メッセージ形式が必ずヘッダデータがきて、一定バイト数、の通信であるなら、
１文字づつ処理するのではなく、そのメッセージのサイズ＋αのバッファを用意しておき、
まずは一つのメッセージを受信する処理を書きましょう。
そして、メッセージの受信が完了したら、そのメッセージに対しての処理を行う、というふうにします。
そうすることで、受信部の問題の検証がやりやすくなります

Comments

[Alyn]

回答ありがとうございます。Arduinoにはシリアル受信の関数が1byteずつ読み出すものしかないためできません…

[y_waiwai]

１バイトの受信データをバッファに順番に格納していくような関数を作りましょう。
そこに余計な処理はいりません。