src/dmm/asycii.c

   1 /*
   2  * This file is part of the libsigrok project.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012-2013 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
   5  * Copyright (C) 2016 Gerhard Sittig <gerhard.sittig@gmx.net>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  * (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  */
  20
  21 /*
  22  * Parser for the ASYC-II 16-bytes ASCII protocol (PRINT).
  23  *
  24  * This should work for various multimeters which use this kind of protocol,
  25  * even though there is some variation in which modes each DMM supports.
  26  *
  27  * This implementation was developed for and tested with a Metrix MX56C,
  28  * which is identical to the BK Precision 5390.
  29  * See the metex14.c implementation for the 14-byte protocol used by many
  30  * other models.
  31  */
  32
  33 #include <config.h>
  34 #include <ctype.h>
  35 #include <glib.h>
  36 #include <math.h>
  37 #include <stdlib.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <strings.h>
  40 #include <libsigrok/libsigrok.h>
  41 #include "libsigrok-internal.h"
  42
  43 #define LOG_PREFIX "asycii"
  44
  45 /**
  46  * Parse sign and value from text buffer, byte 0-6.
  47  *
  48  * The first character always is the sign (' ' or '-'). Subsequent
  49  * positions contain digits, dots, or spaces. Overflow / open inputs
  50  * are signalled with several magic literals that cannot get interpreted
  51  * as a number, either with 'X' characters in them, or with several
  52  * forms of "OL".
  53  *
  54  * @param[in]   buf The text buffer received from the DMM.
  55  * @param[out]  result A floating point number value.
  56  * @param[out]  exponent Augments the number value.
  57  */
  58 static int parse_value(const char *buf, struct asycii_info *info,
  59                         float *result, int *exponent)
  60 {
  61         char valstr[7 + 1];
  62         const char *valp;
  63         int i, cnt, is_ol, dot_pos;
  64         char *endp;
  65
  66         /*
  67          * Strip all spaces from bytes 0-6. By copying all
  68          * non-space characters into a buffer.
  69          */
  70         cnt = 0;
  71         for (i = 0; i < 7; i++) {
  72                 if (buf[i] != ' ')
  73                         valstr[cnt++] = buf[i];
  74         }
  75         valstr[cnt] = '\0';
  76         valp = &valstr[0];
  77         sr_spew("%s(), number buffer [%s]", __func__, valp);
  78
  79         /*
  80          * Check for "over limit" conditions. Depending on the meter's
  81          * selected mode, the textual representation might differ. Test
  82          * all known variations.
  83          */
  84         is_ol = 0;
  85         is_ol += (g_ascii_strcasecmp(valp, ".OL") == 0) ? 1 : 0;
  86         is_ol += (g_ascii_strcasecmp(valp, "O.L") == 0) ? 1 : 0;
  87         is_ol += (g_ascii_strcasecmp(valp, "-.OL") == 0) ? 1 : 0;
  88         is_ol += (g_ascii_strcasecmp(valp, "-O.L") == 0) ? 1 : 0;
  89         is_ol += (g_ascii_strncasecmp(valp, "X", 1) == 0) ? 1 : 0;
  90         is_ol += (g_ascii_strncasecmp(valp, "-X", 2) == 0) ? 1 : 0;
  91         if (is_ol) {
  92                 sr_spew("%s(), over limit", __func__);
  93                 *result = INFINITY;
  94                 return SR_OK;
  95         }
  96
  97         /*
  98          * Convert the textual number representation to a float, and
  99          * an exponent. Apply sanity checks (optional sign, digits and
 100          * dot expected here, exclusively).
 101          */
 102         endp = NULL;
 103         *result = strtof(valp, &endp);
 104         if (endp == NULL || *endp != '\0') {
 105                 info->is_invalid = TRUE;
 106                 sr_spew("%s(), cannot convert number", __func__);
 107                 return SR_ERR_DATA;
 108         }
 109         dot_pos = strcspn(valstr, ".");
 110         if (dot_pos < cnt)
 111                 *exponent = -(cnt - dot_pos - 1);
 112         else
 113                 *exponent = 0;
 114         sr_spew("%s(), display value is %f", __func__, *result);
 115         return SR_OK;
 116 }
 117
 118 /**
 119  * Parse unit and flags from text buffer, bytes 7-14.
 120  *
 121  * The unit and flags optionally follow the number value for the
 122  * measurement. Either can be present or absent. The scale factor
 123  * is always at index 7. The unit starts at index 8, and is of
 124  * variable length. Flags immediately follow the unit. The remainder
 125  * of the text buffer is SPACE padded, and terminated with CR.
 126  *
 127  * Notice the implementation detail of case *sensitive* comparison.
 128  * This would break correct operation. It's essential that e.g. "Vac"
 129  * gets split into the "V" unit and the "ac" flag, not into "VA" and
 130  * the unknown "c" flag! In the absence of separators or fixed
 131  * positions and with ambiguous text (when abbreviated), order of
 132  * comparison matters, too.
 133  *
 134  * @param[in]   buf The text buffer received from the DMM.
 135  * @param[out]  info Broken down measurement details.
 136  */
 137 static void parse_flags(const char *buf, struct asycii_info *info)
 138 {
 139         int i, cnt;
 140         char unit[8 + 1];
 141         const char *u;
 142
 143         /* Bytes 0-6: Number value, see parse_value(). */
 144
 145         /* Strip spaces from bytes 7-14. */
 146         cnt = 0;
 147         for (i = 7; i < 15; i++) {
 148                 if (buf[i] != ' ')
 149                         unit[cnt++] = buf[i];
 150         }
 151         unit[cnt] = '\0';
 152         u = &unit[0];
 153         sr_spew("%s(): unit/flag buffer [%s]", __func__, u);
 154
 155         /* Scan for the scale factor. */
 156         sr_spew("%s(): scanning factor, buffer [%s]", __func__, u);
 157         if (*u == 'p') {
 158                 u++;
 159                 info->is_pico = TRUE;
 160         } else if (*u == 'n') {
 161                 u++;
 162                 info->is_nano = TRUE;
 163         } else if (*u == 'u') {
 164                 u++;
 165                 info->is_micro = TRUE;
 166         } else if (*u == 'm') {
 167                 u++;
 168                 info->is_milli = TRUE;
 169         } else if (*u == ' ') {
 170                 u++;
 171         } else if (*u == 'k') {
 172                 u++;
 173                 info->is_kilo = TRUE;
 174         } else if (*u == 'M') {
 175                 u++;
 176                 info->is_mega = TRUE;
 177         } else {
 178                 /* Absence of a scale modifier is perfectly fine. */
 179         }
 180
 181         /* Scan for the measurement unit. */
 182         sr_spew("%s(): scanning unit, buffer [%s]", __func__, u);
 183         if (strncmp(u, "A", strlen("A")) == 0) {
 184                 u += strlen("A");
 185                 info->is_ampere = TRUE;
 186         } else if (strncmp(u, "VA", strlen("VA")) == 0) {
 187                 u += strlen("VA");
 188                 info->is_volt_ampere = TRUE;
 189         } else if (strncmp(u, "V", strlen("V")) == 0) {
 190                 u += strlen("V");
 191                 info->is_volt = TRUE;
 192         } else if (strncmp(u, "ohm", strlen("ohm")) == 0) {
 193                 u += strlen("ohm");
 194                 info->is_resistance = TRUE;
 195                 info->is_ohm = TRUE;
 196         } else if (strncmp(u, "F", strlen("F")) == 0) {
 197                 u += strlen("F");
 198                 info->is_capacitance = TRUE;
 199                 info->is_farad = TRUE;
 200         } else if (strncmp(u, "dB", strlen("dB")) == 0) {
 201                 u += strlen("dB");
 202                 info->is_gain = TRUE;
 203                 info->is_decibel = TRUE;
 204         } else if (strncmp(u, "Hz", strlen("Hz")) == 0) {
 205                 u += strlen("Hz");
 206                 info->is_frequency = TRUE;
 207                 info->is_hertz = TRUE;
 208         } else if (strncmp(u, "%", strlen("%")) == 0) {
 209                 u += strlen("%");
 210                 info->is_duty_cycle = TRUE;
 211                 if (*u == '+') {
 212                         u++;
 213                         info->is_duty_pos = TRUE;
 214                 } else if (*u == '-') {
 215                         u++;
 216                         info->is_duty_neg = TRUE;
 217                 } else {
 218                         info->is_invalid = TRUE;
 219                 }
 220         } else if (strncmp(u, "Cnt", strlen("Cnt")) == 0) {
 221                 u += strlen("Cnt");
 222                 info->is_pulse_count = TRUE;
 223                 info->is_unitless = TRUE;
 224                 if (*u == '+') {
 225                         u++;
 226                         info->is_count_pos = TRUE;
 227                 } else if (*u == '-') {
 228                         u++;
 229                         info->is_count_neg = TRUE;
 230                 } else {
 231                         info->is_invalid = TRUE;
 232                 }
 233         } else if (strncmp(u, "s", strlen("s")) == 0) {
 234                 u += strlen("s");
 235                 info->is_pulse_width = TRUE;
 236                 info->is_seconds = TRUE;
 237                 if (*u == '+') {
 238                         u++;
 239                         info->is_period_pos = TRUE;
 240                 } else if (*u == '-') {
 241                         u++;
 242                         info->is_period_neg = TRUE;
 243                 } else {
 244                         info->is_invalid = TRUE;
 245                 }
 246         } else {
 247                 /* Not strictly illegal, but unknown/unsupported. */
 248                 sr_spew("%s(): measurement: unsupported", __func__);
 249                 info->is_invalid = TRUE;
 250         }
 251
 252         /* Scan for additional flags. */
 253         sr_spew("%s(): scanning flags, buffer [%s]", __func__, u);
 254         if (strncmp(u, "ac+dc", strlen("ac+dc")) == 0) {
 255                 u += strlen("ac+dc");
 256                 info->is_ac_and_dc = TRUE;
 257         } else if (strncmp(u, "ac", strlen("ac")) == 0) {
 258                 u += strlen("ac");
 259                 info->is_ac = TRUE;
 260         } else if (strncmp(u, "dc", strlen("dc")) == 0) {
 261                 u += strlen("dc");
 262                 info->is_dc = TRUE;
 263         } else if (strncmp(u, "d", strlen("d")) == 0) {
 264                 u += strlen("d");
 265                 info->is_diode = TRUE;
 266         } else if (strncmp(u, "Pk", strlen("Pk")) == 0) {
 267                 u += strlen("Pk");
 268                 if (*u == '+') {
 269                         u++;
 270                         info->is_peak_max = TRUE;
 271                 } else if (*u == '-') {
 272                         u++;
 273                         info->is_peak_min = TRUE;
 274                 } else {
 275                         info->is_invalid = TRUE;
 276                 }
 277         } else if (strcmp(u, "") == 0) {
 278                 /* Absence of any flags is acceptable. */
 279         } else {
 280                 /* Presence of unknown flags is not. */
 281                 sr_dbg("%s(): flag: unknown", __func__);
 282                 info->is_invalid = TRUE;
 283         }
 284
 285         /* Was all of the received data consumed? */
 286         if (*u != '\0')
 287                 info->is_invalid = TRUE;
 288
 289         /*
 290          * Note:
 291          * - The protocol does not distinguish between "resistance"
 292          *   and "continuity".
 293          * - Relative measurement and hold cannot get recognized.
 294          */
 295 }
 296
 297 /**
 298  * Fill in a datafeed from previously parsed measurement details.
 299  *
 300  * @param[out]  analog The datafeed which gets filled in.
 301  * @param[in]   floatval The number value of the measurement.
 302  * @param[in]   exponent Augments the number value.
 303  * @param[in]   info Scale and unit and other attributes.
 304  */
 305 static void handle_flags(struct sr_datafeed_analog *analog, float *floatval,
 306                          int *exponent, const struct asycii_info *info)
 307 {
 308         int factor = 0;
 309
 310         /* Factors */
 311         if (info->is_pico)
 312                 factor -= 12;
 313         if (info->is_nano)
 314                 factor -= 9;
 315         if (info->is_micro)
 316                 factor -= 6;
 317         if (info->is_milli)
 318                 factor -= 3;
 319         if (info->is_kilo)
 320                 factor += 3;
 321         if (info->is_mega)
 322                 factor += 6;
 323         *floatval *= powf(10, factor);
 324         *exponent += factor;
 325
 326         /* Measurement modes */
 327         if (info->is_volt) {
 328                 analog->meaning->mq = SR_MQ_VOLTAGE;
 329                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_VOLT;
 330         }
 331         if (info->is_volt_ampere) {
 332                 analog->meaning->mq = SR_MQ_POWER;
 333                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_VOLT_AMPERE;
 334         }
 335         if (info->is_ampere) {
 336                 analog->meaning->mq = SR_MQ_CURRENT;
 337                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_AMPERE;
 338         }
 339         if (info->is_frequency) {
 340                 analog->meaning->mq = SR_MQ_FREQUENCY;
 341                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_HERTZ;
 342         }
 343         if (info->is_duty_cycle) {
 344                 analog->meaning->mq = SR_MQ_DUTY_CYCLE;
 345                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_PERCENTAGE;
 346         }
 347         if (info->is_pulse_width) {
 348                 analog->meaning->mq = SR_MQ_PULSE_WIDTH;
 349                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_SECOND;
 350         }
 351         if (info->is_pulse_count) {
 352                 analog->meaning->mq = SR_MQ_COUNT;
 353                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_UNITLESS;
 354         }
 355         if (info->is_resistance) {
 356                 analog->meaning->mq = SR_MQ_RESISTANCE;
 357                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_OHM;
 358         }
 359         if (info->is_capacitance) {
 360                 analog->meaning->mq = SR_MQ_CAPACITANCE;
 361                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_FARAD;
 362         }
 363         if (info->is_diode) {
 364                 analog->meaning->mq = SR_MQ_VOLTAGE;
 365                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_VOLT;
 366         }
 367         if (info->is_gain) {
 368                 analog->meaning->mq = SR_MQ_GAIN;
 369                 analog->meaning->unit = SR_UNIT_DECIBEL_VOLT;
 370         }
 371
 372         /* Measurement related flags */
 373         if (info->is_ac)
 374                 analog->meaning->mqflags |= SR_MQFLAG_AC;
 375         if (info->is_ac_and_dc)
 376                 analog->meaning->mqflags |= SR_MQFLAG_AC | SR_MQFLAG_DC;
 377         if (info->is_dc)
 378                 analog->meaning->mqflags |= SR_MQFLAG_DC;
 379         if (info->is_diode)
 380                 analog->meaning->mqflags |= SR_MQFLAG_DIODE;
 381         if (info->is_peak_max)
 382                 analog->meaning->mqflags |= SR_MQFLAG_MAX;
 383         if (info->is_peak_min)
 384                 analog->meaning->mqflags |= SR_MQFLAG_MIN;
 385 }
 386
 387 /**
 388  * Check measurement details for consistency and validity.
 389  *
 390  * @param[in]   info The previously parsed details.
 391  *
 392  * @return      TRUE on success, FALSE otherwise.
 393  */
 394 static gboolean flags_valid(const struct asycii_info *info)
 395 {
 396         int count;
 397
 398         /* Have previous checks raised the "invalid" flag? */
 399         if (info->is_invalid) {
 400                 sr_dbg("Previous parse raised \"invalid\" flag for packet.");
 401                 return FALSE;
 402         }
 403
 404         /* Does the packet have more than one multiplier? */
 405         count = 0;
 406         count += (info->is_pico) ? 1 : 0;
 407         count += (info->is_nano) ? 1 : 0;
 408         count += (info->is_micro) ? 1 : 0;
 409         count += (info->is_milli) ? 1 : 0;
 410         count += (info->is_kilo) ? 1 : 0;
 411         count += (info->is_mega) ? 1 : 0;
 412         if (count > 1) {
 413                 sr_dbg("More than one multiplier detected in packet.");
 414                 return FALSE;
 415         }
 416
 417         /* Does the packet "measure" more than one type of value? */
 418         count = 0;
 419         count += (info->is_volt || info->is_diode) ? 1 : 0;
 420         count += (info->is_volt_ampere) ? 1 : 0;
 421         count += (info->is_ampere) ? 1 : 0;
 422         count += (info->is_gain) ? 1 : 0;
 423         count += (info->is_resistance) ? 1 : 0;
 424         count += (info->is_capacitance) ? 1 : 0;
 425         count += (info->is_frequency) ? 1 : 0;
 426         count += (info->is_duty_cycle) ? 1 : 0;
 427         count += (info->is_pulse_width) ? 1 : 0;
 428         count += (info->is_pulse_count) ? 1 : 0;
 429         if (count > 1) {
 430                 sr_dbg("More than one measurement type detected in packet.");
 431                 return FALSE;
 432         }
 433
 434         /* Are conflicting AC and DC flags set? */
 435         count = 0;
 436         count += (info->is_ac) ? 1 : 0;
 437         count += (info->is_ac_and_dc) ? 1 : 0;
 438         count += (info->is_dc) ? 1 : 0;
 439         if (count > 1) {
 440                 sr_dbg("Conflicting AC and DC flags detected in packet.");
 441                 return FALSE;
 442         }
 443
 444         return TRUE;
 445 }
 446
 447 #ifdef HAVE_LIBSERIALPORT
 448 /**
 449  * Arrange for the reception of another measurement from the DMM.
 450  *
 451  * This routine is unused in the currently implemented PRINT mode,
 452  * where the meter sends measurements to the PC in pre-set intervals,
 453  * without the PC's intervention.
 454  *
 455  * @param[in]   serial The serial connection.
 456  *
 457  * @private
 458  */
 459 SR_PRIV int sr_asycii_packet_request(struct sr_serial_dev_inst *serial)
 460 {
 461         /*
 462          * The current implementation assumes that the user pressed
 463          * the PRINT button. It has no support to query/trigger packet
 464          * reception from the meter.
 465          */
 466         (void)serial;
 467         sr_spew("NOT requesting DMM packet.");
 468         return SR_OK;
 469 }
 470 #endif
 471
 472 /**
 473  * Check whether a received frame is valid.
 474  *
 475  * @param[in]   buf The text buffer with received data.
 476  *
 477  * @return      TRUE upon success, FALSE otherwise.
 478  */
 479 SR_PRIV gboolean sr_asycii_packet_valid(const uint8_t *buf)
 480 {
 481         struct asycii_info info;
 482
 483         /* First check whether we are in sync with the packet stream. */
 484         if (buf[15] != '\r')
 485                 return FALSE;
 486
 487         /* Have the received packet content parsed. */
 488         memset(&info, 0x00, sizeof(info));
 489         parse_flags((const char *)buf, &info);
 490         if (!flags_valid(&info))
 491                 return FALSE;
 492
 493         return TRUE;
 494 }
 495
 496 /**
 497  * Parse a protocol packet.
 498  *
 499  * @param[in]   buf Buffer containing the protocol packet. Must not be NULL.
 500  * @param[out]  floatval Pointer to a float variable. That variable will
 501  *              be modified in-place depending on the protocol packet.
 502  *              Must not be NULL.
 503  * @param[out]  analog Pointer to a struct sr_datafeed_analog. The struct
 504  *              will be filled with data according to the protocol packet.
 505  *              Must not be NULL.
 506  * @param[out]  info Pointer to a struct asycii_info. The struct will be
 507  *              filled with data according to the protocol packet. Must
 508  *              not be NULL.
 509  *
 510  * @return      SR_OK upon success, SR_ERR upon failure. Upon errors, the
 511  *              'analog' variable contents are undefined and should not
 512  *              be used.
 513  */
 514 SR_PRIV int sr_asycii_parse(const uint8_t *buf, float *floatval,
 515                             struct sr_datafeed_analog *analog, void *info)
 516 {
 517         int ret, exponent;
 518         struct asycii_info *info_local;
 519
 520         info_local = (struct asycii_info *)info;
 521
 522         /* Don't print byte 15. That one contains the carriage return. */
 523         sr_dbg("DMM packet: \"%.15s\"", buf);
 524
 525         memset(info_local, 0x00, sizeof(*info_local));
 526
 527         exponent = 0;
 528         ret = parse_value((const char *)buf, info_local, floatval, &exponent);
 529         if (ret != SR_OK) {
 530                 sr_dbg("Error parsing value: %d.", ret);
 531                 return ret;
 532         }
 533
 534         parse_flags((const char *)buf, info_local);
 535         handle_flags(analog, floatval, &exponent, info_local);
 536
 537         analog->encoding->digits = -exponent;
 538         analog->spec->spec_digits = -exponent;
 539
 540         return SR_OK;
 541 }