Qtの基礎 - シリアル通信 - 版の履歴

Wiki: /* Modbusプロトコル */

2025-12-11T21:28:47Z

Modbusプロトコル

← 古い版		2025年12月12日 (金) 06:28時点における版
655行目:		655行目:
	** ファンクションコード		** ファンクションコード
	**: 1バイトで、実行する操作を指定する。		**: 1バイトで、実行する操作を指定する。
	*: データは可変長で、読み書きするデータやアドレスを含む。		**: データは可変長で、読み書きするデータやアドレスを含む。
	** CRC		** CRC
	**: 2バイトで、エラー検出用のチェックサムとして使用される。		**: 2バイトで、エラー検出用のチェックサムとして使用される。

Wiki: /* Modbusプロトコル */

2025-12-11T21:27:56Z

Modbusプロトコル

← 古い版		2025年12月12日 (金) 06:27時点における版
649行目:		649行目:
	Modbusは、産業用機器間の通信に特化したシンプルで信頼性の高いプロトコルである。<br>		Modbusは、産業用機器間の通信に特化したシンプルで信頼性の高いプロトコルである。<br>
	<br>		<br>
	Modbus ~~RTUの基本構造について説明する。<br>~~		* Modbus RTUの基本構造
	メッセージは、デバイスアドレス、ファンクションコード、データ、CRCの順に構成される。~~<br>~~		*: メッセージは、デバイスアドレス、ファンクションコード、データ、CRCの順に構成される。
	~~デバイスアドレスは1バイトで、通信相手のデバイスを識別する。<br>~~		** デバイスアドレス
	~~ファンクションコードは1バイトで、実行する操作を指定する。<br>~~		**: 1バイトで、通信相手のデバイスを識別する。
	データは可変長で、読み書きするデータやアドレスを含む。~~<br>~~		** ファンクションコード
	~~CRCは2バイトで、エラー検出用のチェックサムとして使用される。<br>~~		**: 1バイトで、実行する操作を指定する。
			*: データは可変長で、読み書きするデータやアドレスを含む。
			** CRC
			**: 2バイトで、エラー検出用のチェックサムとして使用される。
	<br>		<br>
	~~主要なファンクションコードについて説明する。<br>~~		* 主要なファンクションコードについて
	~~0x03は、ホールディングレジスタの読み取りに使用される。<br>~~		*: これらのファンクションコードを使用することで、ほとんどの産業用制御が可能になる。
	~~0x06は、単一レジスタへの書き込みに使用される。<br>~~		** 0x03
	~~0x10は、複数レジスタへの書き込みに使用される。<br>~~		**: ホールディングレジスタの読み取りに使用される。
	~~これらのファンクションコードを使用することで、ほとんどの産業用制御が可能になる。<br>~~		** 0x06
			**: 単一レジスタへの書き込みに使用される。
			** 0x10
			**: 複数レジスタへの書き込みに使用される。
	<br>		<br>
	<u>CRC計算</u>において、Modbus RTUでは、CRC-16を使用してデータの整合性を確認する。<br>		<u>CRC計算</u>において、Modbus RTUでは、CRC-16を使用してデータの整合性を確認する。<br>
	CRCは、メッセージ全体であるアドレスからデータまでに対して計算される。<br>		CRCは、メッセージ全体であるアドレスからデータまでに対して計算される。<br>
	受信側では、受信したCRCと計算したCRCを比較して、データの正当性を検証する。<br>		受信側では、受信したCRCと計算したCRCを比較して、データの正当性を検証する。<br>
			<br>
			* CRCの初期化:
			*: <math>\mathrm{CRC} = \texttt{0xFFFF} \quad</math> (初期値は全ビット1)<br>
			* 各バイト <math>D_i</math> に対して:
			*: <math>\mathrm{CRC} = \mathrm{CRC} \oplus D_i \quad</math> (排他的論理和)<br>
			* 8回繰り返し (各ビットに対して) :
			*: <math>\text{if } (\mathrm{CRC} \;\&\; \texttt{0x0001}) = 1 \text{ then}</math>
			*: <math>\quad \mathrm{CRC} = (\mathrm{CRC} \gg 1) \oplus \texttt{0xA001}</math>
			*: <math>\text{else}</math>
			*: <math>\quad \mathrm{CRC} = \mathrm{CRC} \gg 1</math>
			*: <br>
			*: <u>反復計算の詳細:</u>
			*: <math>
			\begin{aligned}
			&\mathrm{CRC}_0 = \texttt{0xFFFF} \\
			&\mathrm{CRC}_{i+1} = \mathrm{CRC}_i \oplus D_i
			\end{aligned}
			</math>
			*: <br>
			*: 各ビット <math>j \in \{0, 1, \ldots, 7\}</math> に対して:
			*: <math>
			\begin{aligned}
			&\mathrm{CRC}_{j+1} = \begin{cases}
			\left\lfloor \frac{\mathrm{CRC}_j}{2} \right\rfloor \oplus \texttt{0xA001} & \text{if } \mathrm{CRC}_j \;\&\; 1 = 1 \\
			\left\lfloor \frac{\mathrm{CRC}_j}{2} \right\rfloor & \text{if } \mathrm{CRC}_j \;\&\; 1 = 0
			\end{cases}
			\end{aligned}
			</math>
			* 最終結果:
			*: <math>\mathrm{CRC}_{\text{final}} = (\mathrm{CRC}_{\text{low}}, \mathrm{CRC}_{\text{high}}) \quad</math> (リトルエンディアン形式)
			<br>
	<syntaxhighlight lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	// ModbusRTU.hファイル		// ModbusRTU.hファイル
991行目:		1,028行目:
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	<br>		<br>

	==== マルチドロップ通信 ====		==== マルチドロップ通信 ====
	RS-485では、複数のデバイスを1つのバスに接続するマルチドロップ構成が可能である。<br>		RS-485では、複数のデバイスを1つのバスに接続するマルチドロップ構成が可能である。<br>

Wiki: /* RS-485の特徴と実装時の注意点 */

2025-12-11T20:57:33Z

RS-485の特徴と実装時の注意点

← 古い版		2025年12月12日 (金) 05:57時点における版
391行目:		391行目:
	RS-485通信を実装する際には、以下の特徴と注意点を理解する必要がある。<br>		RS-485通信を実装する際には、以下の特徴と注意点を理解する必要がある。<br>
	<br>		<br>
	~~差動信号方式について説明する。<br>~~		* 差動信号方式について
	RS-485は、2本の信号線であるA線とB線を使用して、電位差でデータを伝送する。~~<br>~~		*: RS-485は、2本の信号線であるA線とB線を使用して、電位差でデータを伝送する。
	この方式により、ノイズの影響を受けにくく、長距離通信に適している。~~<br>~~		*: この方式により、ノイズの影響を受けにくく、長距離通信に適している。
	ノイズは両方の線に均等に影響するため、電位差を見ることでノイズの影響を打ち消すことができる。~~<br>~~		*: ノイズは両方の線に均等に影響するため、電位差を見ることでノイズの影響を打ち消すことができる。
	<br>		<br>
	~~半二重通信について説明する。<br>~~		* 半二重通信
	一般的な2線式RS-485では、送信と受信を同時に行えない半二重通信となる。~~<br>~~		*: 一般的な2線式RS-485では、送信と受信を同時に行えない半二重通信となる。
	送信時には受信を停止し、受信時には送信を停止する必要がある。~~<br>~~		*: 送信時には受信を停止し、受信時には送信を停止する必要がある。
	RTS信号を使用して、送受信の切り替えを制御する。~~<br>~~		*: RTS信号を使用して、送受信の切り替えを制御する。
	この制御を適切に行わないと、データの衝突や損失が発生する可能性がある。~~<br>~~		*: この制御を適切に行わないと、データの衝突や損失が発生する可能性がある。
	<br>		<br>
	~~マルチポイント接続について説明する。<br>~~		* マルチポイント接続
	1つのバスに複数のデバイスを接続できるという特徴がある。~~<br>~~		*: 1つのバスに複数のデバイスを接続できるという特徴がある。
	各デバイスには一意のアドレスを割り当てる必要があり、通常は1から247までの値を使用する。~~<br>~~		*: 各デバイスには一意のアドレスを割り当てる必要があり、通常は1から247までの値を使用する。
	マスター・スレーブ方式またはマルチマスター方式で通信を行うが、産業用途ではマスター・スレーブ方式が一般的である。~~<br>~~		*: マスター・スレーブ方式またはマルチマスター方式で通信を行うが、産業用途ではマスター・スレーブ方式が一般的である。
	<br>		<br>
	~~バス終端抵抗について説明する。<br>~~		* バス終端抵抗
	~~バスの両端に120Ωの終端抵抗を接続する必要がある。<br>~~		*: バスの両端に120[Ω]の終端抵抗を接続する必要がある。
	これは信号の反射を防ぎ、通信の信頼性を向上させるための重要な要素である。~~<br>~~		*: これは信号の反射を防ぎ、通信の信頼性を向上させるための重要な要素である。
	終端抵抗はハードウェア側の設定であり、ソフトウェアでは制御しない。~~<br>~~		*: 終端抵抗はハードウェア側の設定であり、ソフトウェアでは制御しない。
	<br>		<br>
	~~通信距離と速度について説明する。<br>~~		* 通信距離と速度
	RS-485は最大約1200メートルの通信が可能である。~~<br>~~		*: RS-485は最大約1200メートルの通信が可能である。
	ただし、ボーレートは通信距離に応じて調整する必要がある。~~<br>~~		*: ただし、ボーレートは通信距離に応じて調整する必要がある。
	高速通信では距離が短くなり、長距離では低速になる傾向がある。<br>		*: 高速通信では距離が短くなり、長距離では低速になる傾向がある。
	~~例えば、9600bpsでは約1200メートル、115200bpsでは約100メートル程度が目安となる。~~<br>		*: <u>例えば、9600[bps]では約1200メートル、115200[bps]では約100メートル程度が目安となる。</u>
	<br>		<br>

	==== RTS制御による半二重通信 ====		==== RTS制御による半二重通信 ====
	RS-485では、RTS信号を使用して送信と受信を切り替える。<br>		RS-485では、RTS信号を使用して送信と受信を切り替える。<br>

2025年12月11日 (木) 20:55にWikiによる

2025-12-11T20:55:50Z

差分を表示

Wiki: 文字列「FORCETOC」を「{{#seo: |title={{PAGENAME}} : Exploring Electronics and SUSE Linux | MochiuWiki |keywords=MochiuWiki,Mochiu,Wiki,Mochiu Wiki,Electric Circuit,Electric,pcb,Mathematics,AVR,TI,STMicro,AVR,ATmega,MSP430,STM,Arduino,Xilinx,FPGA,Verilog,HDL,PinePhone,Pine Phone,Raspberry,Raspberry Pi,C,C++,C#,Qt,Qml,MFC,Shell,Bash,Zsh,Fish,SUSE,SLE,Suse Enterprise,Suse Linux,openSUSE,open SUSE,Leap,Linux,uCLnux,Podman,電気回路,電子回路,基板,プリント基板 |description={{PAGENAME}} - 電子回路とSUSE Linuxに関する情報 | This pag…

2024-10-14T01:58:41Z

文字列「__FORCETOC__」を「{{#seo: |title={{PAGENAME}} : Exploring Electronics and SUSE Linux | MochiuWiki |keywords=MochiuWiki,Mochiu,Wiki,Mochiu Wiki,Electric Circuit,Electric,pcb,Mathematics,AVR,TI,STMicro,AVR,ATmega,MSP430,STM,Arduino,Xilinx,FPGA,Verilog,HDL,PinePhone,Pine Phone,Raspberry,Raspberry Pi,C,C++,C#,Qt,Qml,MFC,Shell,Bash,Zsh,Fish,SUSE,SLE,Suse Enterprise,Suse Linux,openSUSE,open SUSE,Leap,Linux,uCLnux,Podman,電気回路,電子回路,基板,プリント基板 |description={{PAGENAME}} - 電子回路とSUSE Linuxに関する情報 | This pag…

← 古い版		2024年10月14日 (月) 10:58時点における版
342行目:		342行目:
	<br><br>		<br><br>


			{{#seo:
			\|title={{PAGENAME}} : Exploring Electronics and SUSE Linux \| MochiuWiki
			\|keywords=MochiuWiki,Mochiu,Wiki,Mochiu Wiki,Electric Circuit,Electric,pcb,Mathematics,AVR,TI,STMicro,AVR,ATmega,MSP430,STM,Arduino,Xilinx,FPGA,Verilog,HDL,PinePhone,Pine Phone,Raspberry,Raspberry Pi,C,C++,C#,Qt,Qml,MFC,Shell,Bash,Zsh,Fish,SUSE,SLE,Suse Enterprise,Suse Linux,openSUSE,open SUSE,Leap,Linux,uCLnux,Podman,電気回路,電子回路,基板,プリント基板
			\|description={{PAGENAME}} - 電子回路とSUSE Linuxに関する情報 \| This page is {{PAGENAME}} in our wiki about electronic circuits and SUSE Linux
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			}}

	__FORCETOC__		__FORCETOC__
	[[カテゴリ:Qt]]		[[カテゴリ:Qt]]

2024年8月27日 (火) 17:44にWikiによる

2024-08-27T17:44:18Z

@@ 104行目: / 104行目: @@
   </syntaxhighlight>
 <br>
 ==== 非同期 ====
 非同期でデータを受信する場合、<code>QSerialPort</code>クラスのシグナルとスロットのメカニズムを使用する。<br>

Wiki: /* 非同期 */

2024-08-27T17:38:02Z

非同期

← 古い版		2024年8月28日 (水) 02:38時点における版
118行目:		118行目:
	*: 大量のデータを送信する場合、<code>QIODevice::bytesWritten</code>シグナルは複数回発生する可能性がある。		*: 大量のデータを送信する場合、<code>QIODevice::bytesWritten</code>シグナルは複数回発生する可能性がある。
	*: <br>		*: <br>
	*: ~~必要に応じて、送信データのサイズを記録して、~~		*: <u>そのため、送信データのサイズを記録して、</u>
	*: <code>QIODevice::bytesWritten</code>~~シグナルで受信したバイト数の合計がそのサイズに達した時に"送信完了"とみなすロジックを追加することもできる。~~		*: <u><code>QIODevice::bytesWritten</code>シグナルで受信したバイト数の合計がそのサイズに達した時に送信完了</u>とみなす。
	<br>		<br>
	以下の例では、8N1設定の非同期シリアル通信を行っている。<br>		以下の例では、8N1設定の非同期シリアル通信を行っている。<br>

Wiki: /* 非同期 */

2024-08-27T17:36:06Z

非同期

← 古い版		2024年8月28日 (水) 02:36時点における版
135行目:		135行目:
	private:		private:
	QSerialPort *m_serialPort;		QSerialPort *m_serialPort;
			qint64 m_bytesWritten;
			qint64 m_totalBytesToWrite;

	public:		public:
	explicit SerialCommunication(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent)		explicit SerialCommunication(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), m_bytesWritten(0), m_totalBytesToWrite(0)
	{		{
	m_serialPort = new QSerialPort(this);		m_serialPort = new QSerialPort(this);
	connect(m_serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &SerialCommunication::handleReadyRead);		connect(m_serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &SerialCommunication::handleReadyRead);
	connect(m_serialPort, &QSerialPort::errorOccurred, this, &SerialCommunication::handleError);		connect(m_serialPort, &QSerialPort::errorOccurred, this, &SerialCommunication::handleError);
			connect(m_serialPort, &QSerialPort::bytesWritten, this, &SerialCommunication::handleBytesWritten);
	}		}

166行目:		169行目:
	{		{
	if (m_serialPort->isOpen()) {		if (m_serialPort->isOpen()) {
			m_bytesWritten = 0;
			m_totalBytesToWrite = data.size();
	qint64 bytesWritten = m_serialPort->write(data);		qint64 bytesWritten = m_serialPort->write(data);

	if (bytesWritten == -1) {		if (bytesWritten == -1) {
	qDebug() << "ポートへのデータの書き込みに失敗: " << m_serialPort->errorString();		qDebug() << "ポートへのデータの書き込みに失敗: " << m_serialPort->errorString();
179行目:		185行目:
	}		}
	}		}

			signals:
			void transmissionComplete();

	private slots:		private slots:
192行目:		201行目:
	void handleBytesWritten(qint64 bytes)		void handleBytesWritten(qint64 bytes)
	{		{
	qDebug() << "~~送信データ~~: " << bytes;		m_bytesWritten += bytes;
			qDebug() << "Bytes written:" << bytes << "Total:" << m_bytesWritten << "of" << m_totalBytesToWrite;

	// ここで送信完了後の処理を行う		if (m_bytesWritten >= m_totalBytesToWrite) {
	// ...略		qDebug() << "Transmission complete!";
			emit transmissionComplete();

			// ここで送信完了後の処理を行う
			// ...略
			}
	}		}

243行目:		258行目:

	SerialCommunication serialComm;		SerialCommunication serialComm;

			QObject::connect(&serialComm, &SerialCommunication::transmissionComplete, []() {
			qDebug() << "送信完了のシグナルを受信した時";
			// ここで送信完了後の処理を行う
			// ...略
			});

	// 任意のポート名を指定すること		// 任意のポート名を指定すること

Wiki: /* 非同期 */

2024-08-27T17:22:22Z

非同期

差分を表示

Wiki: /* データの送信 */

2024-02-28T10:41:50Z

データの送信

← 古い版		2024年2月28日 (水) 19:41時点における版
10行目:		10行目:
	Qtのシリアルポートモジュールをプロジェクトファイルに追加する。<br>		Qtのシリアルポートモジュールをプロジェクトファイルに追加する。<br>
	<syntaxhighlight lang="make">		<syntaxhighlight lang="make">
			# QMake

	QT += core serialport		QT += core serialport
			</syntaxhighlight>
			<br>
			<syntaxhighlight lang="cmake">
			# CMake

			find_package(Qt6 REQUIRED COMPONENTS SerialPort)
			target_link_libraries(mytarget PRIVATE Qt6::SerialPort)
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	<br>		<br>

Wiki: /* データの受信 */

2024-02-27T14:36:00Z

データの受信

@@ 49行目: / 49行目: @@
 == データの受信 ==
 以下の例では、同期的にデータを受信している。<br>
 実用的な設計を行う場合は、信頼性と応答性を高めるために、シグナルおよびスロットを使用した非同期でデータを受信する方法が推奨される。<br>
@@ 91行目: / 92行目: @@
      return a.exec();
+  }
   </syntaxhighlight>

Wiki: ページの作成:「== 概要 == QtSerialPortライブラリは、 Qtライブラリのアドオンモジュールであり、ハードウェアシリアルポートとバーチャルシリアルポートの両方に単一のインターフェースを提供する。

シリアルインターフェースは、そのシンプルさと信頼性から、組み込みシステムやロボット開発等の業界ではよく使用されている。

QtSerialPortライブラ…」

2024-02-27T14:28:03Z

ページの作成:「== 概要 == QtSerialPortライブラリは、 Qtライブラリのアドオンモジュールであり、ハードウェアシリアルポートとバーチャルシリアルポートの両方に単一のインターフェースを提供する。 シリアルインターフェースは、そのシンプルさと信頼性から、組み込みシステムやロボット開発等の業界ではよく使用されている。 QtSerialPortライブラ…」

新規ページ

== 概要 ==
QtSerialPortライブラリは、 Qtライブラリのアドオンモジュールであり、ハードウェアシリアルポートとバーチャルシリアルポートの両方に単一のインターフェースを提供する。 
 
シリアルインターフェースは、そのシンプルさと信頼性から、組み込みシステムやロボット開発等の業界ではよく使用されている。 
 
QtSerialPortライブラリを使用することにより、開発者はシリアルインターフェイスへのアクセスが必要なQtアプリケーションの実装に必要な時間を大幅に短縮することができる。 
 

== データの送信 ==
Qtのシリアルポートモジュールをプロジェクトファイルに追加する。 
<syntaxhighlight lang="make">
QT += core serialport
</syntaxhighlight>
 
以下の例では、ボーレートは9600[bps]、データビットは8[ビット]、パリティなし、ストップビットは1[ビット]の8N1で、シリアル通信を行っている。 
<syntaxhighlight lang="c++">
#include <QCoreApplication>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);

QSerialPort serial;
serial.setPortName("/dev/ttyUSB0"); // シリアルポート名 (環境に合わせて変更すること)
serial.setBaudRate(QSerialPort::Baud9600); // ボーレート 9600[bps]
serial.setDataBits(QSerialPort::Data8); // データビット 8[ビット]
serial.setParity(QSerialPort::NoParity); // パリティなし
serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop); // ストップビット 1[ビット]
serial.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); // フロー制御なし

if (!serial.open(QIODevice::ReadWrite)) {
qDebug() << "Could not open serial port : " << serial.errorString();
return -1;
}

// データの送信
QByteArray dataToSend = "Hello, Serial Port!";
serial.write(dataToSend);

serial.close();

return a.exec();
}
</syntaxhighlight>
 

== データの受信 ==
以下の例では、同期的にデータを受信している。 
実用的な設計を行う場合は、信頼性と応答性を高めるために、シグナルおよびスロットを使用した非同期でデータを受信する方法が推奨される。 
<syntaxhighlight lang="c++">
#include <QCoreApplication>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);

QSerialPort serial;
serial.setPortName("/dev/ttyUSB0"); // シリアルポート名 (環境に合わせて変更すること)
serial.setBaudRate(QSerialPort::Baud9600); // ボーレート 9600[bps]
serial.setDataBits(QSerialPort::Data8); // データビット 8[ビット]
serial.setParity(QSerialPort::NoParity); // パリティなし
serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop); // ストップビット 1[ビット]
serial.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); // フロー制御なし

if (!serial.open(QIODevice::ReadWrite)) {
qDebug() << "Could not open serial port : " << serial.errorString();
return -1;
}

// データの受信（同期式)
// 非同期でデータを受信する方法を推奨する
// 1[Sec]待機
if (serial.waitForReadyRead(1000)) {
QByteArray responseData = serial.readAll();
while (serial.waitForReadyRead(10))
responseData += serial.readAll();

qDebug() << "Recieved data : " << responseData;
}
else {
qDebug() << "Failed to recieve data";
}

serial.close();

return a.exec();
}
</syntaxhighlight>
 

__FORCETOC__
[[カテゴリ:Qt]]