在很多時候，Arduino需要和其他設備相互通訊，而最常見最簡單的方式就是串口通訊。本篇介紹Arduino硬件串口通訊，了解相關函數的使用。
1. 硬件串口
在PC機上最常見的串行通訊協議是RS-232串行協議，而各種微控制器(單片機)上采用的是TTL串行協議，兩者電平不同，需要經過相應電平轉換才能進行相互通訊。
Arduino Uno R3開發板上，硬件串口位于Rx(0)和Tx(1)引腳上，Arduino的USB口通過轉換芯片與這兩個引腳連接。該轉換芯片會通過USB接口在PC機上虛擬出一個用于Arduino通訊的串口，我們下載程序也是通過串口進行的。
硬件串口接口
2. 相關函數介紹
Arduino提供的串口通訊函數非常豐富，詳細介紹參考Arduino官網串口使用指南。
Serial.begin()
- 描述：開啟串口，通常置于setup()函數中。
- 原型：
- Serial.begin(speed)
- Serial.begin(speed, config)
- 參數：
- speed：波特率，一般取值9600,115200等。
- config：設置數據位、校驗位和停止位。默認SERIAL_8N1表示8個數據位，無校驗位，1個停止位。
- 返回值：無。
Serial.end()
- 描述：禁止串口傳輸。此時串口Rx和Tx可以作為數字IO引腳使用。
- 原型：Serial.end()
- 參數：無。
- 返回值：無。
Serial.print()
- 描述：串口輸出數據，寫入字符數據到串口。
- 原型：
- Serial.print(val)
- Serial.print(val, format)
- 參數：
- val：打印的值，任意數據類型。
- config：輸出的數據格式。BIN(二進制)、OCT(八進制)、DEC(十進制)、HEX(十六進制)。對于浮點數，此參數指定要使用的小數位數。
- 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：返回寫入的字節數。
Serial.println()
- 描述：串口輸出數據并換行。
- 原型：
- Serial.println(val)
- Serial.println(val, format)
- 參數：
- val：打印的值，任意數據類型。
- config：輸出的數據格式。
- 返回值：返回寫入的字節數。
Serial.available()
- 描述：判斷串口緩沖區的狀態，返回從串口緩沖區讀取的字節數。
- 原型：Serial.available()
- 參數：無。
- 返回值：可讀取的字節數。
Serial.read()
- 描述：讀取串口數據，一次讀一個字符，讀完后刪除已讀數據。
- 原型：Serial.read()
- 參數：無。
- 返回值：返回串口緩存中第一個可讀字節，當沒有可讀數據時返回-1，整數類型。
Serial.readBytes()
- 描述：從串口讀取指定長度的字符到緩存數組。
- 原型：Serial.readBytes(buffer, length)
- 參數：
- buffer：緩存變量。
- length：設定的讀取長度。
- 返回值：返回存入緩存的字符數。
3. 實驗步驟
1. 通過數據線連接開發板到PC機。
2. 新建sketch，拷貝如下代碼替換自動生成的代碼并進行保存。
/*
Serial
串口通訊實驗
*/
int incomedate = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600); //設置串口波特率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)//串口接收到數據
{
incomedate = Serial.read();//獲取串口接收到的數據
if (incomedate == 'H')
{
Serial.println("Good Job!");
}
}
delay(1000);
}
3. 設置好對應端口號和開發板類型進行程序下載。
程序下載
4. 打開串口監視器，設置波特率9600，觀察串口打印信息。輸入"H"，串口返回"Good Job!"。
實驗現象
