这篇文章中散布着多个问题。请仔细阅读并回答您可以获得的内容。
创建压力读数的时间序列csv文件。这些读取需要具有最大频率，但我只需要它持续不到10秒左右。
识别并修复瓶颈，防止最大读数频率。
void setup() {
//speed over the usb serial interface
Serial.begin(450000);
}
void loop() {
//get sensor data: read the input on analog pin 0:
int sensorValue = analogRead(A0); //returns value 0-1023
//send over serial
Serial.println(sensorValue);
}
...
ser.serial()
ser.baudrate=450000
ser.open()
while True:
try:
serialData = float(ser.readline().decode().replace('\n', ''))
except(ValueError):
continue #I ran the code without this try/except and got 100 reads higher than when this is included in here. Caused no change in order of magnitude.
now = datetime.datetime.now()
serialData2 = serialData * voltageOffset #a couple of these happen
outfile.write(now+', '+str(serialData2)+'\n')
except(KeyboardInterrupt):
...
os.sys.exit(0)
进行一些计算以找出瓶颈所处的位置。
1包= 10位
串行线速度：450000/10 = 45000包/秒
Arduino sample-into-serial / second rate：
100μs* 1s /（10 ^-6μs）= 1 x 10 ^ 4个样本/秒
arduino硅适配器：便宜的克隆芯片。假设表现不佳，因为它不是arduino许可的产品，但这被认为是可接受的损失，这将在后面解释。假设有无限的带宽，虽然这显然会使性能提高一个数量级。USB 2.0
包/ s = 480 mb / s * 10 ^ 6 b / mb * 1包/ 10 b = 48 x 10 ^ 6包/秒
PC文件写入速度
400 MB / s = 320 x 10 ^ 6包/ s
PC python脚本
未知。推定是无限的？已知datetime.now()查询需要约8μs。
结论：瓶颈是串行波特率。
调整波特率确认了这一点。我发现el-cheapo arduino uno只支持最大450000波特率，当arduino actually supports 2-7 million来自我可以在线收集时。话虽如此，还是有些不对劲。
回想一下，在这个波特率下，我们应该看到压力读数产生理论上的45000包/秒。
波特率 - 数据长度 - 不存在奇偶校验1结束位：450000-8-n-1
让sensorValue = 1023。数据看起来像println：1023\n
当我在arduino中运行serial.println(sensorValue)时，有多少数据包通过线路发送到PC？如何将其序列化为数据包？通过线路发送多少个数据包？以下哪一项是正确的：
一个。 16位int需要传输2个数据包。 \n还有2个。总数= 4
B中。 sensorValue被转换为字符串并通过网络发送，包含单独的数据包：1为1，0为1，2为1，3为1 ，\为1，n为1。总计= 6
℃。其他（帮我优化?? ）
我没有像我期望的那样看到结果。
让baud = 450000。
更改arduino代码value中的serial.println(value)会在我的txt文件中产生不同的读数/秒：
value = readPin\n＆gt;＆gt; 5417压力读数/ s
value = 1＆gt;＆gt; 10201读取/ s
value = 1023＆gt;＆gt; 4279读/秒
这告诉了我一些事情。读取analogPin的值时会有开销。我还可以得出结论，当arduino必须（1> 8位数据，1023> 16位数据）时，它也仅发送多个数据包。 等等，什么？这没有多大意义。 这是怎么发生的？
调整波特率会导致读数变化，直到arduino最大化为止。但是让我们找到我应该期待的吞吐量。
450000 b / s *（1包/ 10b）* [1读/（4或6包）] = 11250读数或7500理论读数/ s
实际= 5417读/秒
2,000个读数在哪里消失？
答案 0 :(得分：2)
你是对的，瓶颈是串口（在某种意义上说，你无法有效地传输数据）。但是，您的大多数其他假设都是错误的。
波特率代表什么
波特率是每秒不同符号变化的数量。这里它等效于每秒位数。波特率将包括所有传输的比特，而不仅仅是数据（开始，停止，奇偶校验）。
如何传输10位值
由于您有8n1传输，因此无法准确发送10位数据。它必须是8的倍数，因此8位，16位，24位等10位将在两个8位部分中发送，就像它们作为int存储在Arduino存储器中一样。
println（）如何运作
println()将数字转换为字符串。您可以为此转换指定基数（DEC，BIN，HEX，OCT） - 默认为DEC，因此1023将作为4字节+ \n传输，这是一个字节（ASCII 10）和\r （ASCII 13）也是一个字节。总共6个字节。 1将需要3个字节 - 1表示数据，2表示换行和回车。
如何加快速度
println(val, HEX) - 对于大于255的数字，最多需要5个字节。Serial.write() - 此函数将原始二进制数据放入串行，因此如果要发送值10，它将只发送一个字节值10.但是，当您要发送10位变量时事情变得复杂 - 你需要2个字节，PC需要知道哪个是第一个部分，哪个是第二个将它拼接在一起。你需要提出某种形式的简单传输协议来处理这个问题，所以可能需要一些启动/停止字符。如果仍然使用10位，我建议使用3字节帧：1个起始字节和2个字节的数据。这样理论上你可以达到每秒约18 000帧，高于最大analogRead()频率。
答案 1 :(得分：1)
一种选择是采样x次，然后在发送回PC之前对其进行平均。或者接受压缩328p的挑战！如果你的压力读数基本一致，你可能对某些RLE没问题。
不要使用10位。 ADC可能具有10位分辨率，但精度为+/- 2 LSB，并且非常依赖于稳定的vref。因此，降低2 LSB并使用前8位进行快速Arduino到PC读数或多样本并平均噪声。
这是一款嘈杂，共享，低分辨率的ADC。所以不要让其他模拟引脚悬空，因为它会产生噪声（只需将它们接地）。如果可能的话，也可以在接地外壳中运行Arduino，因为ADC有一个MUX，导致它有更长的走线。切换ADC模式或引脚也会产生一些噪声（这不是你在这里做的）。如果您可以保持稳定的输入电压，则电池电量很大，否则AC / DC噪声可能会导致意外的电压波动。
Arduino上的主循环运行328p和8u之间的串行IO以及模拟读取。所以时间瓶颈有点复杂。
UNO串口转USB由ATMEGA8u2（板上另一个芯片）处理，可以115.2kbaud（而不是450000）进行通信。
8u和328p上有缓冲区只是为了增加复杂性。两个芯片运行在不同的时钟上。 ATMEGA8u2从晶振运行，ATMEGA328p（主处理器）从谐振器运行（均为16MHz）。
根据您的需要，Teensy具有稍微更准确的ADC（外部更好的读取）和更快的CPU，更多的RAM等，并且它可以最大化USB端口速度。加上保罗在一些低级技术方面有很好的信息，可以让事情变得非常快。