Marlin固件中SD卡/USB打印时温度数据通信中断问题分析
问题现象
在使用Marlin 2.1.2.5及bugfix-2.1.x版本固件时,部分用户反馈通过SD卡或USB存储设备启动打印时出现异常情况。具体表现为:当打印任务开始时,主板与TFT触摸屏之间的温度数据传输中断,导致TFT界面无法实时更新温度值和风扇转速数据。值得注意的是,通过Ultimaker Cura等上位机软件直接通过USB B端口连接打印机时,打印功能可以正常工作,因为此时通信直接与主板建立,绕过了TFT屏幕。
问题根源分析
经过技术分析,该问题可能与以下两个关键代码逻辑有关:
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温度自动报告机制:在AUTO_REPORT_TEMPERATURES功能启用时,固件中存在一个条件判断逻辑,当wait_for_heatup标志为true时会阻止温度数据的自动上报。这导致在加热等待阶段TFT屏幕无法获取温度更新。
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G代码行号校验机制:在串行通信处理中,固件对接收到的G代码行号进行严格校验。当检测到行号不连续时(gcode_N != serial.last_N + 1),会触发错误处理流程。特别是当行号落在[last_N-1, last_N]范围内时,固件会直接跳过该行处理,这可能导致主板与TFT之间的关键通信数据被错误过滤。
解决方案
针对上述问题,可以采取以下解决方案:
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修改温度报告逻辑:在Marlin固件的Temperature.cpp文件中,注释掉阻止温度上报的条件判断语句,确保在加热等待阶段也能持续发送温度数据。
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调整行号校验策略:在串行通信处理代码中,放宽对G代码行号的校验条件,特别是对于行号落在特定范围内的数据包不再直接跳过,而是进行适当处理。
历史背景
该问题并非首次出现,早在三年前就有用户报告过类似现象。当时的问题表现为打印功能只能在Marlin模式下正常工作,与当前情况高度相似。这表明该问题可能涉及Marlin固件与特定硬件控制器之间的底层通信协议兼容性问题。
技术建议
对于遇到此类问题的用户,建议:
- 首先确认使用的是最新版本的bugfix-2.1.x分支代码
- 如果问题仍然存在,可以尝试上述代码修改方案
- 在修改代码前做好备份,并理解修改可能带来的影响
- 对于不熟悉固件开发的用户,建议等待官方发布修复版本
该问题的本质是固件与外围设备通信协议中的容错机制过于严格,导致在特定工作模式下正常通信被意外阻断。通过适当调整通信处理策略,可以在保证系统稳定性的同时解决该问题。