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前言

以上就是今天要讲的内容，本文简单介绍了OpenMV的串口流和缓冲区。

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流和缓冲区

1. 流（Stream）的含义

定义

流 是一种抽象的数据传输模型，代表连续的数据流动。在UART通信中，数据通过串行接口以字节流的形式逐位发送或接收。

流强调数据的顺序性和连续性，类似于水流，数据按发送顺序依次到达接收端。

OpenMV_25">在OpenMV中的体现

1. 发送流：通过UART的write()方法发送数据时，数据以流的形式逐字节传输。

python">uart.write(b'Hello World')  # 发送字节流

2. 接收流：通过read()方法读取数据时，按接收顺序逐个字节处理。

python">data = uart.read(10)  # 读取10个字节的流数据

3. 特点
   异步传输：数据发送和接收不需要严格的时钟同步，仅依赖波特率。
   实时性：数据流可实时处理，适用于传感器数据采集等场景。

2. 缓冲区（Buffer）的含义

定义

缓冲区 是硬件或软件中用于临时存储数据的内存区域。在UART通信中，缓冲区分为发送缓冲区和接收缓冲区。

1. 发送缓冲区：存储待发送的数据，由硬件逐步发送。
2. 接收缓冲区：存储已接收但尚未被程序读取的数据。

OpenMV_49">在OpenMV中的实现

1. 发送缓冲区：调用uart.write()时，数据首先写入发送缓冲区，由硬件异步发送。

python">uart.write(b'Data')  # 数据存入发送缓冲区后立即返回，不阻塞程序

2. 接收缓冲区：当UART接收到数据时，字节暂存于接收缓冲区，直到通过read()读取。

python">if uart.any():  # 检查接收缓冲区是否有数据data = uart.read(uart.any())  # 读取全部缓冲区数据

3. 缓冲区大小
   OpenMV的UART默认缓冲区大小通常为256字节（具体取决于硬件型号）。

4. 溢出风险：
   若接收缓冲区满，新数据将丢失。
   若发送缓冲区满，后续写入可能阻塞或丢失数据（取决于实现）。

3. 流与缓冲区的协同工作

数据发送流程

1. 程序调用uart.write(data)，将数据写入发送缓冲区。
2. 硬件按波特率从缓冲区逐字节发送数据。
3. 发送完成后，缓冲区清空，准备下一批数据。

数据接收流程

1. 硬件检测到UART信号，将接收的字节存入接收缓冲区。
2. 程序通过uart.any()检查缓冲区中待读的字节数。
3. 调用uart.read()从缓冲区读取数据，读取后缓冲区释放空间。

4. 缓冲区管理的关键方法

发送缓冲区管理

python">uart.write(data)：将数据写入发送缓冲区，非阻塞操作。
uart.sendbreak()：发送终止信号（如强制清空缓冲区）。

接收缓冲区管理

python">uart.any()：返回接收缓冲区中的字节数。
uart.read(n)：读取n个字节，若n超过缓冲区大小，则读取全部可用数据。
uart.readinto(buf)：将数据读取到指定内存缓冲区，提高效率。

示例代码

python">import pyb#初始化UART（波特率115200，使用UART3）
uart = pyb.UART(3, 115200)#发送数据（写入发送缓冲区）
uart.write(b'Start Transmission\n')#接收数据（从接收缓冲区读取）
while True:if uart.any() > 0:received_data = uart.read(uart.any())  # 读取所有可用数据print("Received:", received_data)

5. 流控制与缓冲区溢出预防

硬件流控制（RTS/CTS）
作用：通过**RTS（请求发送）和CTS（清除发送）**信号线，防止缓冲区溢出。

1. OpenMV支持：需硬件支持，配置UART时启用。

python">uart = pyb.UART(3, 115200, flow=pyb.UART.RTS | pyb.UART.CTS)

2. 软件策略
   定期清空缓冲区：避免接收缓冲区积压。

python">if uart.any() > 100:  # 缓冲区接近满载时清空uart.read(uart.any())

3. 分块发送：大数据分多次写入，防止发送缓冲区溢出。

python">data = b'A' * 1000  # 1000字节数据
for i in range(0, len(data), 100):uart.write(data[i:i+100])  # 每次发送100字节

6. 实际应用场景

场景1：实时传感器数据传输

需求

连续接收温度传感器数据。

实现

python">while True:if uart.any() >= 4:  # 假设每帧数据4字节frame = uart.read(4)temperature = int.from_bytes(frame, 'big')print("Temperature:", temperature)

场景2：高速图像传输

需求

通过UART发送摄像头捕获的图像。
挑战：图像数据量大（如320x240 RGB565图像约150KB），需分块发送。
优化：

python">img = sensor.snapshot()
img_bytes = img.compress(quality=50).to_bytes()  # 压缩图像
chunk_size = 128  # 每次发送128字节
for i in range(0, len(img_bytes), chunk_size):uart.write(img_bytes[i:i+chunk_size])

总结

1. 流（Stream）：UART数据传输的连续性抽象，强调顺序性和实时性。

2. 缓冲区（Buffer）：临时存储数据的内存区域，分为发送和接收缓冲区。

3. 关键操作：
   写入发送缓冲区：uart.write()
   读取接收缓冲区：uart.read()
   检查数据量：uart.any()

4. 优化策略：硬件流控制、分块传输、定期清空缓冲区。
   通过合理管理流和缓冲区，可以确保OpenMV的UART通信高效稳定，适用于从低速传感器到高速数据传输的多样化场景。

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总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了OpenMV的串口流和缓冲区。