Arduino基础入门篇23—串口通讯

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在很多时候,Arduino需要和其他设备相互通讯,而最常见最简单的方式就是串口通讯。本篇介绍Arduino硬件串口通讯,了解相关函数的使用。

1. 硬件串口

在PC机上最常见的串行通讯协议是RS-232串行协议,而各种微控制器(单片机)上采用的是TTL串行协议,两者电平不同,需要经过相应电平转换才能进行相互通讯。

Arduino Uno R3开发板上,硬件串口位于Rx(0)和Tx(1)引脚上,Arduino的USB口通过转换芯片与这两个引脚连接。该转换芯片会通过USB接口在PC机上虚拟出一个用于Arduino通讯的串口,我们下载程序也是通过串口进行的。

Arduino基础入门篇23—串口通讯
硬件串口接口

2. 相关函数介绍

Arduino提供的串口通讯函数非常丰富,详细介绍参考Arduino官网串口使用指南(https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/serial/)

Serial.begin()

  • 描述:开启串口,通常置于setup()函数中。

  • 原型:

    • Serial.begin(speed)

    • Serial.begin(speed, config)

  • 参数:

    • speed:波特率,一般取值9600,115200等。

    • config:设置数据位、校验位和停止位。默认SERIAL_8N1表示8个数据位,无校验位,1个停止位。

  • 返回值:无。

Serial.end()

  • 描述:禁止串口传输。此时串口Rx和Tx可以作为数字IO引脚使用。

  • 原型:Serial.end()

  • 参数:无。

  • 返回值:无。

Serial.print()

  • 描述:串口输出数据,写入字符数据到串口。

  • 原型:

    • Serial.print(val)

    • Serial.print(val, format)

  • 参数:

    • val:打印的值,任意数据类型。

    • config:输出的数据格式。BIN(二进制)、OCT(八进制)、DEC(十进制)、HEX(十六进制)。对于浮点数,此参数指定要使用的小数位数。

  • 示例:

    • Serial.print(78, BIN) 得到 “1001110”

    • Serial.print(78, OCT) 得到 “116”

    • Serial.print(78, DEC) 得到 “78”

    • Serial.print(78, HEX) 得到 “4E”

    • Serial.print(1.23456, 0) 得到 “1”

    • Serial.print(1.23456, 2) 得到 “1.23”

    • Serial.print(1.23456, 4) 得到 “1.2346”

    • Serial.print(‘N’) 得到 “N”

    • Serial.print(“Hello world.”) 得到 “Hello world.”

  • 返回值:返回写入的字节数。


Serial.println()

  • 描述:串口输出数据并换行。

  • 原型:


    • Serial.println(val)


    • Serial.println(val, format)

  • 参数:

    • val:打印的值,任意数据类型。

    • config:输出的数据格式。

  • 返回值:返回写入的字节数。

Serial.available()

  • 描述:判断串口缓冲区的状态,返回从串口缓冲区读取的字节数。

  • 原型:Serial.available()

  • 参数:无。

  • 返回值:可读取的字节数。

Serial.read()

  • 描述:读取串口数据,一次读一个字符,读完后删除已读数据。

  • 原型:Serial.read()

  • 参数:无。

  • 返回值:返回串口缓存中第一个可读字节,当没有可读数据时返回-1,整数类型。

Serial.readBytes()

  • 描述:从串口读取指定长度的字符到缓存数组。

  • 原型:Serial.readBytes(buffer, length)

  • 参数:

    • buffer:缓存变量。

    • length:设定的读取长度。

  • 返回值:返回存入缓存的字符数。

3. 实验步骤

1. 通过数据线连接开发板到PC机。

2. 新建sketch,拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

 1/*
2      Serial
3      串口通讯实验
4*/

5int  incomedate  =  0;
6void  setup()  {
7
8    Serial.begin(9600);   //设置串口波特率9600
9
10    Serial.println(78,  BIN); //  "1001110"
11    Serial.println(78,  OCT); //  "116"
12    Serial.println(78,  DEC); //  "78"
13    Serial.println(78,  HEX); //  "4E"
14    Serial.println(1.234560); //  "1"
15    Serial.println(1.234562); //  "1.23"
16    Serial.println(1.234564); //  "1.2346"
17    Serial.println('N'); //  "N"
18    Serial.println("Hello  world."); //  "Hello  world."
19 }
20
21void  loop()  {
22
23    if  (Serial.available()  >  0)//串口接收到数据
24    {
25        incomedate  =  Serial.read(); //获取串口接收到的数据
26        if  (incomedate  ==  'H')
27        {
28            Serial.println("Good  Job!");
29        }
30    }
31
32    delay(1000);
33
34 }

3. 设置好对应端口号和开发板类型进行程序下载。

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程序下载

4. 打开串口监视器,设置波特率9600,观察串口打印信息。输入”H”,串口返回”Good Job!”。

Arduino基础入门篇23—串口通讯
实验现象


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