Arduino基础入门篇23—串口通讯

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。

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

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。

/*
   Serial
   串口通讯实验
*/
int incomedate = 0;
void setup() {

  Serial.begin(9600); //设置串口波特率9600

  Serial.println(78, BIN);// "1001110"
  Serial.println(78, OCT);// "116"
  Serial.println(78, DEC);// "78"
  Serial.println(78, HEX);// "4E"
  Serial.println(1.23456, 0);// "1"
  Serial.println(1.23456, 2);// "1.23"
  Serial.println(1.23456, 4);// "1.2346"
  Serial.println('N');// "N"
  Serial.println("Hello world.");// "Hello world."
}

void loop() {

  if (Serial.available() > 0)//串口接收到数据
  {
    incomedate = Serial.read();//获取串口接收到的数据
    if (incomedate == 'H')
    {
      Serial.println("Good Job!");
    }
  }

  delay(1000);

}

3. 设置好对应端口号和开发板类型进行程序下载。

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!"。

实验现象

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