UARTPeriodicTx 硬件定时发送#

UARTPeriodicTx 用硬件定时器周期性发送已经准备好的 UART 帧。它适合周期状态帧、控制帧等发送任务：Python 代码负责准备并更新数据，硬件定时器负责按周期触发原生发送路径。

本教程对应例程的开发板固件路径为 /sdcard/examples/03-Machine/uart_periodic_tx.py，SDK 源码路径为 src/canmv/resources/examples/03-Machine/uart_periodic_tx.py。示例以 50 ms 周期发送 7 到 22 字节的变长帧，在每次更新时请求立即发送，并使用 UART3 本地回环验证收发结果和最新帧发送状态。

编译配置#

该模块默认未编入固件。编译前执行：

# 使用 k230-builder 时
k230 make menuconfig

# 直接本机编译时
make menuconfig

在以下菜单打开 Enable UART periodic TX module，然后重新编译并烧录固件：

CanMV Micropython Components Configurations
    Enable UART periodic TX module

接线#

示例使用 UART3：

IO50 (UART3_TXD) ---- IO51 (UART3_RXD)

运行前断电完成回环接线，并确认该板的 IO50 和 IO51 电平及引脚复用与示例一致。UART 电平必须匹配，不能接入 5 V UART 信号；详细要求见串口电平与转接模块安全。也可以在 IO50 上连接逻辑分析仪测量发送周期。

警告

示例中的 UART3、IO50 和 IO51 是当前示例的板级映射。实际应用应根据开发板原理图、REPL 配置及其他已使用外设选择 UART 和 FPIOA 引脚。

示例工作方式#

示例首先将 IO50/IO51 映射为 UART3 TX/RX：

from machine import FPIOA, UART

fpioa = FPIOA()
fpioa.set_function(50, FPIOA.UART3_TXD)
fpioa.set_function(51, FPIOA.UART3_RXD)

然后创建并启动发送器：

from uart_periodic_tx import UARTPeriodicTx

transmitter = UARTPeriodicTx(
    UART.UART3,
    0,
    50,
    max_len=22,
    baudrate=115200,
    bits=UART.EIGHTBITS,
    parity=UART.PARITY_NONE,
    stop=UART.STOPBITS_ONE,
    repeat_last=True,
)

transmitter.update(b"\xA5\x5A\x07\x00\x00\xF8\x0D")
transmitter.start()

示例使用 machine.UART 只读取回环到 UART3 RX 的数据，以便检查帧内容。业务代码中，运行中的 UARTPeriodicTx 已拥有同一 UART 的发送路径，不要再对它调用 machine.UART.write()、init() 或 deinit()。

repeat_last 控制未更新数据时的行为：

repeat_last=True（默认）：每次硬件定时器触发都发送最近一次 update() 的帧。
repeat_last=False：每次 update() 的非空帧只发送一次；没有新数据的触发不发送，并计入 skipped。

示例每隔 UPDATE_PERIOD_MS 调用一次 update()。每帧的载荷长度由序号决定，因此连续调用可以发布不同长度的数据：

sent_now = transmitter.update(
    make_frame(sequence), send_now=SEND_NOW_ON_UPDATE
)
if sent_now:
    print(transmitter.is_sent())

send_now=True 表示发布后立即尝试发送。返回 True 表示该帧已经完整写入 UART；返回 False 时帧仍然保留，后续硬件定时器可以重试。is_sent() 查询最近发布的非空帧是否至少成功完整写入 UART 一次。这里的“写入”表示 UART 驱动已接受完整帧，不表示线路发送已经结束，也不表示接收端确认。

示例帧格式如下：

A5 5A <total_length> <sequence> <payload...> <checksum> 0D

载荷长度在 1 到 16 字节之间，total_length 因此在 7 到 22 之间。为了验证回环数据，示例约定第 n 个载荷字节为 (sequence + n) & 0xFF，其中 n 从 0 开始；valid_frame() 对该测试模式进行校验。实际应用可以使用任意载荷格式，但必须同步修改相应的校验逻辑。校验字节是它之前所有字节的异或值。例如序号为 0x00 时，帧内容为：

A5 5A 07 00 00 F8 0D

当 repeat_last=True 时，硬件定时器会重复发送最近一次成功发布的帧，不会自行生成序号。默认示例又设置了 send_now=True，因此每次更新通常产生一次立即发送，同时定时器每 50 ms 继续发送一次，5 秒内的发送总数约为 200。立即发送和定时器触发靠得很近时，两帧的接收间隔可能很短，这是两条发送路径共同工作的预期结果。

若业务需要新数据立即发送，但每个版本的数据只发送一次，可以设置 repeat_last=False 并保留 send_now=True。立即发送失败时，下一次定时器触发仍会尝试发送该帧。

运行与结果#

将示例复制到设备后运行 uart_periodic_tx.py。默认配置为：

项目	值
UART	UART3
波特率	115200，8N1
硬件定时器	0
发送周期	50 ms
更新周期	50 ms
测试时长	5000 ms
帧长度	7 到 22 字节
重复最近帧	`True`
更新时立即发送	`True`

输出会给出发送、接收和错误统计，例如：

UARTPeriodicTx loopback test: period=50 ms, duration=5000 ms, repeat_last=True, send_now=True
frames: sent=199, received=198, invalid=0
frame length: min=7, max=22
immediate: submitted=99, requested=99, state_errors=0
latest packet submitted=True
tx stats: short_write=0, errors=0, skipped=0, last_error=0
rx interval us: avg=24876, min=8, max=50172
PASS

输出中的 199 次发送包括 99 次立即发送和约 100 次定时发送。测试循环结束时最后一帧可能仍在 UART 接收缓冲区中，因此接收数比发送数少 1 仍可通过测试。state_errors=0 表示每次立即发送返回成功后，is_sent() 都确认了最新帧状态；min=7, max=22 表示变长帧路径已被覆盖；last_error=0 表示尚未出现返回负值的 UART 写入错误。

接收时间戳仅用于软件回环健全性检查。send_now 和定时发送可能使两帧紧邻，因此很小的最短间隔不表示硬件定时周期抖动。若需要测量真实线上的周期和抖动，应使用 IO50 上的逻辑分析仪，并按 115200、8 数据位、无校验、1 停止位解码。

常见问题#

现象	排查方式
`ImportError: no module named 'uart_periodic_tx'`	在 `menuconfig` 打开 `Enable UART periodic TX module` 后重新编译固件。
`OSError: [Errno 16] EBUSY`	检查 `timer_id` 是否已被 `machine.Timer` 或另一个 `UARTPeriodicTx` 使用；同一 UART 的多个周期发送器还必须使用相同配置。
`RuntimeError: transmitter is not running`	只有调用 `start()` 后才能使用 `update(..., send_now=True)`；启动前的初始数据应使用默认的 `send_now=False` 发布。
逻辑分析仪始终显示同一序号	确认捕获时长覆盖多个 `UPDATE_PERIOD_MS`，并检查应用是否持续调用 `update()`。定时器在两次更新之间重复上一帧是预期行为。
发送数接近定时触发次数的两倍	同时启用了 `repeat_last=True` 和 `send_now=True`，每次更新会立即发送，定时器仍会重复最近帧。需要每帧只发送一次时设置 `repeat_last=False`。
收不到回环数据或显示 `FAIL`	检查 IO50 到 IO51 的连接、FPIOA 映射、UART3 是否被其他功能占用，以及两端是否均为 115200 8N1。
`short_write` 或 `errors` 不为零	降低帧长度或提高波特率、增大发送周期，并确保一个 UART 没有多个重叠发送任务。`errors` 不为零时调用 `last_error()` 获取最近一次写入失败的 `errno`。
`skipped` 不为零	在 `repeat_last=False` 模式下，未更新数据时的定时器触发会计入 `skipped`；立即发送因 UART 忙而未执行时也会计入。其他情况检查 UART 忙、定时器资源和帧长度。

结束时应释放资源：

try:
    transmitter.start()
    # 业务代码中按需调用 transmitter.update(...)
finally:
    transmitter.deinit()

更多 API 参数和资源约束见 uart_periodic_tx 模块 API 手册。

UARTPeriodicTx 硬件定时发送

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常见问题#