У меня есть следующий скетч, который работает в Arduino UNO:

/*
* Авторские права принадлежат Димитриосу Десилласу, 2018 г.
*
* Настоящим предоставляется разрешение любому лицу, получающему копию этого программного обеспечения и связанных с ним файлов документации («Программное обеспечение»), безвозмездно использовать Программное обеспечение без ограничений.
* включая без ограничений права на использование, копирование, изменение, объединение, публикацию, распространение, сублицензирование и/или продажу копий Программного обеспечения,
* и разрешать лицам, которым предоставляется Программное обеспечение, делать это при соблюдении следующих условий:
*
* Вышеуказанное уведомление об авторских правах и настоящее уведомление о разрешении должны быть включены во все копии или существенные части Программного обеспечения.
*
* ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ, ГАРАНТИИ ТОВАРНОЙ ПРИГОДНОСТИ,
* ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ И НЕНАРУШЕНИЕ ПРАВ. АВТОРЫ ИЛИ ОБЛАДАТЕЛИ АВТОРСКИХ ПРАВ НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ПО КАКИМ-ЛИБО ПРЕТЕНЗИЯМ, УЩЕРБУ ИЛИ ИНОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ,
* Будь то в результате иска по контракту, деликта или иного правонарушения, возникающего из-за или в связи с программным обеспечением или использованием или другими действиями с программным обеспечением.
*/

String inputString = "";         // строка для хранения входящих данных
bool seralReadEnded=false;


void setup() {
  Serial.begin(19200);
  while (!Serial);
}

void loop() {
  if(seralReadEnded){
    sendDataOverSerial((byte [])inputString.c_str(),inputString.length());
    inputString="";
    seralReadEnded=false;
    delay(5000);
  }
}

String concatHex(byte value,String string){
  string+="\\x";
  if(value<16){
   string+="0";
  }
  string+=String(value,HEX);
  return string;
}

void sendDataOverSerial(byte byteArray[],size_t arrayLength){
  String returnVal="BEGIN:";
  for(int i=0;i<arrayLength;i++){
    returnVal=concatHex(byteArray[i],returnVal);
  }
  returnVal+="\n";
  Serial.println(returnVal);
}

void serialEvent() {
  while (Serial.available()) {
    // получаем новый байт:
    char inChar = (char)Serial.read();
    if(inChar == 0x11){
       char inChar = (char)Serial.read();
    } else if (inChar == 0x03) {
      seralReadEnded = true;
    } else {
     inputString+=inChar; 
    }
  }
 }

И я создал следующее программное обеспечение Node.js для чтения и отправки данных через USB на Arduino:

const SerialPort = require('serialport');
const Readline = require('parser-readline');
const Ready = require('parser-ready');
const Regex = require('parser-regex');
const crypto = require('crypto')

const valueIntoHex=function(value){
  switch(value){
    case 0x11:
      return "0x11";
    case 0x03:
      return "0x03";
    case 0x02:
      return "0x02";
    default:
      return value;
  }
}

/**
* Escaping NonPrintable Ascii Characters (bytes) of a buffer data
* @param <Buffer> data The data to read
*/
const formatDataForSerialSend=function(data){
  //Я выделяю вдвое большую длину, потому что предполагаю наихудший сценарий: все байты будут теми, которые мне нужно экранировать
  const returnBuffer =  Buffer.alloc(2*data.length);
  indexToWrite=0;
  //Я использую индекс indexToWrite, потому что во время экранирования позиция, в которой я записываю байт, отличается от той, которую я читаю.
  for(let i=0;i<data.length;i++){
    const byte=data.readUInt8(i);

    if(byte == 0x11 || byte == 0x03 || byte == 0x02){
      console.log("Escaped Ascii: "+valueIntoHex(byte));
      indexToWrite=returnBuffer.writeUInt8(0x11,indexToWrite);
    }
    indexToWrite=returnBuffer.writeUInt8(byte,indexToWrite);
  }
  returnBuffer.writeUInt8(0x03,indexToWrite);
  //Потому что мне не нужен ненужный размер данных в моем буфере
  const lastIndex=returnBuffer.lastIndexOf(0x03);
  return returnBuffer.slice(0,lastIndex+1);//Мне нужен размер, а не последний индекс. (Size=lastIndex+1)
}


/**
* Application Specific send logic
* @param <Buffer> data Data te send
*/
const sendData=function(data){
  console.log("Escaping dirty Ascii");
  data=formatDataForSerialSend(data);
  console.log("SEND DATA: "+data.toString('hex'));
  port.write(data,'binary',(err)=>{
    if(err){
      console.err("Could not send data",err);
    }
  });
}

const portName = '/dev/ttyACM0';

const port = new SerialPort(portName, {baudRate: 19200});

//Просмотр: https://regex101.com/r/QcBTTj/1
const hexRegex=/((\\|0)(x|X)[0-9A-Fa-f]{2})+/g;
const parser = port.pipe(new Ready({ delimiter: 'BEGIN:' })).pipe(new Readline({ delimiter: '\r\n' }));


console.log("################# SEND ####################");
sendData(Buffer.from('hello','ascii'));
console.log("############# END OF SEND #################");



parser.on('data', function(input) {
    console.log("################# RECIEVE ##################");
    console.log("Message: "+input);

    const input2=input.replace(/^BEGIN:|(\r|\n|(\\|0)(x|X))/g,"");
    console.log("Sanitized Input: ",input2);

    try{
        const data=Buffer.from(input2,'hex')
        console.log("REPRINT HEX FOR VERIFICATION: "+data.toString('hex'));
        console.log("############ END RECIEVE ##############");
    } catch(e) {
        console.error(e);
    }
});

Но по какой-то причине мне удалось заставить его отправлять данные, а Arduino их не возвращает. Поэтому я хочу его отладить, но не знаю, как это сделать. Я имею в виду, через код Arduino. Как мне запустить отладчик, чтобы это сделать?

Как я могу одновременно просматривать и анализировать USB-трафик между приложением и Arduino, чтобы определить логическую ошибку?

Также я не смог понять, почему Arduino не возвращает некоторые данные. Если я использую этот код для этого скетча, приложение node.js прекрасно считывает данные:

/*
 * Copyright 2018 Dimitrios Desyllas
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, 
 * including without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, 
 * and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, 
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, 
 * WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 */

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
}

void loop() {
  byte byteArray[]={1,10,255,3,4,2,1,55};
  for(int i=0;i<sizeof(byteArray);i++){
    Serial.print("\\x");
    if(byteArray[i]<16){Serial.print(0);}
    Serial.print(byteArray[i],HEX);
  }
  Serial.println("\n");
  delay(3000);
}

Редактировать1

Пока что я изменил набросок вот так:

String inputString = "";         // строка для хранения входящих данных
bool seralReadEnded=false;


void setup() {
  Serial.begin(19200);
  while (!Serial);
}

void loop() {
  if(seralReadEnded){
    sendDataOverSerial((byte [])inputString.c_str(),inputString.length());
    inputString="";
    seralReadEnded=false;
  }
}

String concatHex(byte value,String string){
  string+="\\x";
  if(value<16){
   string+="0";
  }
  string+=String(value,HEX);
  return string;
}

void sendDataOverSerial(byte byteArray[],size_t arrayLength){
  String returnVal="BEGIN:";
  for(int i=0;i<arrayLength;i++){
    returnVal=concatHex(byteArray[i],returnVal);
  }
  returnVal+="\n";
  Serial.println(returnVal);
}

void serialEvent() {
  while (Serial.available()) {
    // получаем новый байт:
    char inChar = (char)Serial.read();
    if(inChar == 0x11){
       char inChar = (char)Serial.read();
    } else if (inChar == 0x03) {
      seralReadEnded = true;
    } else {
     inputString+=inChar; 
    }
  }
 }

И я проверил это, запустив свой терминал GNU/Linux вот так:

screen /dev/ttyACM0 19200

Я набрал кое-что и, нажав сочетание клавиш CTRL+C, мне удалось вернуть их обратно (каким-то образом выводится символ 0x03, который является символом ASCII ETX, который в моем случае обозначал поток данных).

Но как мне получить случайные двоичные данные, экранировать их символами 0x11 и отправить в Arduino через Bash, если, насколько я знаю, в системах GNU/Linux я могу использовать /dev/random для генерации данных?