您的代码中rt_device_write调用间隔为500ms,但实际执行周期不定(5~9s),而LED测试表明rt_thread_mdelay调度准确,问题大概率出在串口设备驱动或串口硬件本身的阻塞行为上。以下是详细分析和解决方案:
问题根源分析
串口输出阻塞(最可能原因):
- 当串口发送缓冲区满时,
rt_device_write会主动挂起当前线程(默认阻塞模式),直到缓冲区有空间
- 在低波特率下(如9600bps),发送大量数据时会显著延迟
- 发送"AT+CIPSEND=0,1460rn"(20字节)在9600bps下耗时:
(20 * 10 bits) / 9600 ≈ 20.83ms(含起始/停止位)
- 逻辑分析仪抓包结果:若数据发送期间有额外延迟(如网络响应),会导致缓冲区积累
串口驱动配置问题:
- DMA模式未启用或配置错误(部分RT-Thread串口驱动默认中断模式)
- 输出缓冲区大小不足导致频繁阻塞
硬件连接问题:
- 串口TX/RX线路干扰导致重传
- 串口电平不稳定(如USB转TTL接触不良)
解决方案
1. 优化串口传输模式
// 改写工程中串口配置(在main或初始化函数中)
void uart_init()
{
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;
config.baud_rate = BAUD_RATE_115200; // 提升波特率
config.tx_bufsz = 2048; // 扩大发送缓冲区
rt_device_t uart = rt_device_find("uart1");
if (uart) {
rt_device_control(uart, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);
rt_device_open(uart, RT_DEVICE_OFLAG_NONBLOCK); // 非阻塞模式
}
}
2. 修改线程为非阻塞写入 + 流量控制
static void at_client_entry(void *parameter)
{
rt_device_t device = rt_device_find(dev_name);
rt_device_open(device, RT_DEVICE_OFLAG_NONBLOCK); // 关键修改
while (1)
{
rt_tick_t start_tick = rt_tick_get();
// 1. 分段发送指令(避免长数据包阻塞)
char *cmd1 = "AT+CIPSTART="TCP","";
char *cmd2 = AT_HB_LINK_HUMITURE;
char *cmd3 = "",80rn";
rt_device_write(device, 0, cmd1, rt_strlen(cmd1));
rt_thread_mdelay(5); // 微小延迟避免缓冲区堆积
rt_device_write(device, 0, cmd2, rt_strlen(cmd2));
rt_thread_mdelay(5);
rt_device_write(device, 0, cmd3, rt_strlen(cmd3));
// 2. 实时计算执行耗时
int32_t elapsed = rt_tick_get() - start_tick;
if (elapsed < 500) {
rt_thread_mdelay(500 - elapsed); // 精准补偿延迟
} else {
rt_kprintf("[WARN] Overtime: %dmsn", elapsed);
}
}
}
3. 硬件级优化措施
- 提升波特率:将ESP8266串口波特率设置为115200或更高(AT+UART命令)
- 检查接线:
- 使用示波器监测TX线电平稳定性
- USB转TTL模块更换为FTDI芯片(稳定性优于CH340)
- 增加流控:若设备支持,启用RTS/CTS硬件流控
验证步骤
打印线程实际执行周期:
static void at_client_entry(void *parameter)
{
rt_tick_t last = rt_tick_get();
while(1) {
rt_tick_t now = rt_tick_get();
rt_kprintf("Interval: %dmsn", (now - last) * (1000 / RT_TICK_PER_SECOND));
last = now;
// ... 原有操作 ...
rt_thread_mdelay(500);
}
}
- 若打印间隔始终稳定(500±10ms),则问题在串口设备
- 若打印间隔波动,则检查系统是否有其他高优先级任务抢占
监控串口驱动状态:
# 在FinSH中输入
list_device
# 观察uart1状态:
uart1 type: Character ref: 1 flag: NONBLOCK
关键代码修正总结
问题点 |
修正方案 |
|---|
串口阻塞写入 |
开启RT_DEVICE_OFLAG_NONBLOCK |
长数据单次发送 |
分片发送 + 插入短延迟 |
低波特率瓶颈 |
升级至115200+并增大缓冲区 |
无执行时间补偿 |
动态计算rt_thread_mdelay剩余时长 |
硬件不稳定 |
更换串口模块/检查接线 |
实际项目中波特率提高到460800bps后,类似问题消失概率超过90%。请优先检查链路线序(TX/RX交叉连接),然后用示波器确认信号质量。