エンコーダー付きサーボモーターを接続したArduinoとc++の通信について

Question

前提

Visual Studio C＋＋を用いてArduinoと通信を行いArduinoからデータを取りたいが取れない

実現したいこと

Arduinoに接続したエンコーダー付きサーボモーターから角度を取りコンソールに表示したい。

発生している問題・エラーメッセージ

通信は出来ているようだがArduinoからのデータを受け取ることができていないと思われる。

該当のソースコード

/*
c++ <=> Arduino HSCフライトコントローラーを基にしたシリアル通信
*/

#define _USE_MATH_DEFINES
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#define ReadData 24 //受信バイト数
#define BUFFER_SIZE 256 //送信最大バイト数

#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <windows.h>
//#include <ws2tcpip.h>
//#include <time.h>
//#include <math.h>
//#include <cmath>
//#include <fstream>
#include <thread>



#pragma comment(lib, "WS2_32.LIB")

using namespace std;

bool trg = false;

HANDLE arduino;
boolean Ret;

void send_ard(float* s0, float* s1);  //送信
void receive_ard(float* In);	//受信

class joystick {
public:
	float x;
	float y;
};


int main(int argc, char* argv[]) {
	//ジョイスティック角度
	joystick joy;
	joystick delta;

	WSADATA data;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 0), &data);

	/************************************************************/
	/*シリアル通信設定(Arduino用)*/
	/************************************************************/

	///////////////////1.受信ポートをオープン/////////////////////
	cout << "1step" << endl;
	arduino = CreateFile(L"COM2", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING,//COM をaruduinoに合わせて書き換え
		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);     //ポート設定
	if (arduino == INVALID_HANDLE_VALUE) {
		cout << "PORT COULD NOT OPEN error" << endl;
		system("PAUSE"); //一時停止(コンソール画面が消えないように)
		exit(0);
	}

	////////////////2.送受信バッファ初期化/////////////////
	cout << "2step" << endl;
	Ret = SetupComm(arduino, 1024, 1024); //(通信デバイスのハンドル,受信バッファサイズ, 送信バッファサイズ)

	if (!Ret) {
		cout << "SET UP FAILED" << endl;
		CloseHandle(arduino);
		system("PAUSE");
		exit(0);
	}
	cout << "2.5 step" << endl;
	Ret = PurgeComm(arduino, PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR |
		PURGE_RXCLEAR); //未処理の読み書きの中止及び送受信バッファのクリア
	if (!Ret) {
		cout << "CLEAR FAILED" << endl;
		CloseHandle(arduino);
		system("PAUSE");
		exit(0);
	}

	//////////////////3.基本通信条件の設定////////////////////
	cout << "3step" << endl;
	DCB dcb; //DCB(デバイス制御ブロック)構造体の変数
	GetCommState(arduino, &dcb); //通信デバイスの制御設定をDCBに格納
	dcb.DCBlength = sizeof(DCB); //DCBサイズ
	dcb.BaudRate = 115200; //伝送速度
	dcb.fBinary = TRUE; //バイナリモード
	dcb.ByteSize = 8;//ReadData; //データサイズ
	dcb.fParity = NOPARITY; //パリティ有無種類
	dcb.StopBits = ONESTOPBIT; //ストップビットの数(今回は１bit)
	Ret = SetCommState(arduino, &dcb); //DCBに従って通信デバイスを構成
	if (!Ret) {
		cout << "SetCommState FAILED" << endl;
		CloseHandle(arduino);
		system("PAUSE");
		exit(0);
	}
	float In[ReadData / 4] = { '\0' };

	//ジョイスティック初期化
	cout << "4step" << endl;
	float s0 = 0;// 90;//70~110
	float s1 = 0;// 90;//70~110
	float s0_pre;
	float s1_pre;
	float j0 = 0, j1 = 0;
	send_ard(&s0, &s1);

	cout << "start!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" << endl;

	int n = 0;
	int m = 60;

	while (n <= 10) {
		cout << "test１" << endl;
		
		receive_ard(In);

		cout << "test2" << endl;


		//joystick角度計算
		joy.y = (In[0] + 1146.25) / 18.375;
		joy.x = (In[1] + 1140) / 18;
		delta.y = joy.y - (In[3] + 1146.25) / 18.375;
		delta.x = joy.x - (In[4] + 1140) / 18;

		s0 = n;
		s1 = m;
		cout << s0 << "\n";
		send_ard(&s0, &s1);

		n++;
		m--;

                std::cout << "joy.y" << std::endl;
		std::cout << "joy.x" << std::endl;
		std::cout << "delta.y" << std::endl;
		std::cout << "delta.x" << std::endl;

		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));//0.5秒停止
	}
	return 0;
}

void send_ard(float* s0, float* s1) {

	//通信に必要な変数定義
	DWORD dwSendSize;
	char Out[16] = { '\0' };

	//制御に必要な変数定義
	//float a0 = *s0;//18.375*(*s0) - 1146.25;//140~875
	//float a1 = *s1;//18 * (*s1) - 1140;//120~840
	int delx = 10, dely = 10;

	/*snprintf(Out, sizeof(Out), "A%dB%dC%dD%d#", (int)a0, (int)a1, delx, dely); *///送るデータ
	snprintf(Out, sizeof(Out), "A%dB%dC%dD%d#", (int)*s0, (int)*s1, delx, dely);//送るデータ

	///////////////////送信/////////////////////
	Ret = WriteFile(arduino, &Out, sizeof(Out), &dwSendSize, NULL);//データの送信

	//WriteFile(通信デバイスのハンドル,送信データのポインタ,送信するバイト数,送信されたバイト数,通信と関係ない引数)
	if (!Ret) {
		cout << "SEND FAILED" << endl;
		CloseHandle(arduino);
		system("PAUSE");
		exit(0);
	}
	cout << "sendArd" << endl;

}

void receive_ard(float* In) {
	//通信に必要な変数定義
	DWORD lRead = 0;
	char Check[1] = { '\0' };
	//////////////////受信////////////////////////////
	/************************************************************/
	/*通信開始文字(#)を読み取ってから8byte受け取り*/
	/************************************************************/
	while (1) {
		Ret = ReadFile(arduino, Check, 1, &lRead, NULL);
		if (!Ret) {
			cout << "Check FAILED" << endl;
			CloseHandle(arduino);
			system("PAUSE");
			exit(0);
		}

		if (Check[0] == '#')break;
	}

	Ret = ReadFile(arduino, In, ReadData, &lRead, NULL); //データの受信

	//ReadFile(通信デバイスのハンドル,受信バッファのポインタ,受信するバイト数,実際に受信したバイト数が格納されるポインタ,通信とは関係ない引数)

	if (!Ret) {
		cout << "READ FAILED" << endl;
		CloseHandle(arduino);
		system("PAUSE");
		exit(0);
	}
}

//エンコーダ動作テストその3
//https://okasho-engineer.com/rotoryencoder-calculate-angle/
//use Seeeduino

byte value = B00000000;
float degree = 0.00;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(2, INPUT); //conect C2(Encoder A Phase)
  pinMode(3, INPUT); //conect C1(Encoder B Phase)
}

void loop() {
  value = (value<<2)+(digitalRead(2)<<1)+digitalRead(3);
  value = value & B00001111;
  if(value==B00000001||value==B00000111||value==B00001110||value==B00001000)
  {
    degree = degree+0.18;
  }
  else if(value==B00000010||value==B00001011||value==B00001101||value==B00000100)
  {
    degree = degree-0.18;
  }
//  if(degree>180)
//  {
//    degree = degree-360;
 // }
 // else if(degree<=-180)
 // {
 //   degree = degree+360;
 // }
  Serial.print("degree: ");
  Seeial.print("#");
  Serial.println(degree);
 
 

  }

試したこと

　Arduinoだけで動かしたときはシリアルモニタに角度は表示されているのでc++の方にデータが送れていないと思います。
visual studioで動かすとコンソールは開きます。しかし、c++のプログラムの117行目の「cout << "test１" << endl;」部分の”test1”は表示されることからこの部分までは実行出来ているものと思われます。この後の「receive_ard(In)」がArduinoからの受信部分のつもりですがコンソールに表示されないことからデータを受け取ることができていないと思われます。

　

補足情報（FW/ツールのバージョン）

Comments

[thkana]

まだあまりちゃんと見ていませんが、
> シリアルモニタに角度は表示されている
のだったら「文字」を送っているわけで、それを
float* In
に対し
ReadFile(arduino, In, ReadData, &lRead, NULL);
で意味のあるデータを拾おうというのはかなり無理がある気がします。しかもReadDataは24ってのはどこからでてくるのかしら?
UARTの線に乗っかっているのはどういうデータか確認してみては...

[matukeso]

受信できない、というのであれば 、dcdのハンドシェイク系設定を無効にする必要があるじゃないかな。
受信できても中身がおかしい、って話になりそうだけど。

[SHIN_gen]

>>thkanaさん
すみません、ｃ＋＋を始めたばかりでよくわかっていないのですが
「float* In
に対し
ReadFile(arduino, In, ReadData, &lRead, NULL);
で意味のあるデータを拾おうというのはかなり無理がある」
というのはなぜでしょうか？

>>matukesoさん
dcdというと通信関係の部分だったと思うのですが通信の以下のURLを参考にしただけで
細かい部分はわかっておりません。
dcdのハンドシェイクを無効にするにはどうすればよいですか？
「RS232C　シリアル通信」
http://www.ys-labo.com/BCB/2007/070512%20RS232C%20zenpan.html

[SHIN_gen]

>>thkana
PC側は文字を取ろうとしているがArduino側は数字を送っているのでPCは表示できないということでしょうか？

[thkana]

コンピュータは、本質的には「数値」しか扱えません。が、それでは不便なので「あるお約束の条件下では、数値に対して文字を割り当てて、文字として扱う」という処理をします。
そのお約束に基づいて、Serial.printlnは'0'という文字に48, '1'には49,...'A'には65, 'B'には66...を割り当てて、その数値を送信しています。例えば、12.34というデータは数字に分解して順次48,49,46,40,51というデータを順次送信します。

一方、ReadFileは文字かどうかは関係なく、データを指定されたメモリに詰め込みます。Inがfloat型であれば、浮動小数点型のデータ(WindowsであればIEEE754形式単精度: https://ja.wikipedia.org/wiki/IEEE_754 などを参照してください)の各バイトに48,49,46,50,51...が詰め込まれたものを数値として解釈しようとします。そこには12.34という"意味"はカケラもありません。
さらに言えば、float型の変数は4byteを専有しますが、あなたはそこに24バイトのデータを受信せよ、と命令しました。当然データは溢れて、他の変数や動作に必要なデータを破壊するかも知れません。(バッファオーバーフローとか言う言葉、聞いたことありますよね?)

Arduno側は文字列を送っているのに、PC側はそうではないデータ形式を期待しているので、通信として意味をなさない、ということになっています。通信は、送る側と受け取る側でデータ内容について合意がないと通信として成り立ちません。