Arduino软串口使用入门：SoftwareSerial库详解

创作时间:

作者:

@小白创作中心

Arduino软串口使用入门：SoftwareSerial库详解

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/D13162580021/article/details/139902638

软串口与SoftwareSerial库使用

在Arduino开发中，硬件串口（通常是0、1号引脚）常用于与计算机通信和程序下载。如果这些引脚被占用，就需要拔插线才能下载程序，非常不便。为了解决这个问题，可以使用软串口。

什么是软串口

软串口是通过软件模拟UART通信的方法，在Arduino平台上实现串口通信。它使用两个数字IO口代替硬件串口的RX、TX引脚，以解决串口不够用的问题。不同型号的Arduino开发板可用作软串口的引脚有所不同：

Arduino Uno：除了0(RX)和1(TX)引脚外的任何引脚
Arduino Mega：几乎所有引脚，但建议避开用于其他功能的特定引脚
Arduino Nano：除了0(RX)和1(TX)外的任何引脚
Arduino Leonardo：几乎任何引脚，包括多个模拟引脚
Arduino Due：所有数字引脚和模拟引脚
Arduino Micro：几乎任何引脚，包括多个模拟引脚

常用的软串口库

SoftwareSerial：这是Arduino IDE自带的软件串口库，允许用户选择任何数字引脚来模拟串口通信。但它有一定的限制，比如不能同时发送和接收数据，以及在高波特率下可能不够稳定。
AltSoftSerial：相对于SoftwareSerial来说，在特定的引脚上提供了更高的性能和稳定性。它使用定时器来实现更准确的时间控制，因此在高速通信时比SoftwareSerial表现得更好，但这也意味着它会占用特定的定时器资源。
NeoSWSerial：旨在解决SoftwareSerial的一些性能问题，特别是在高波特率上。它比SoftwareSerial占用更少的资源，并且可以在数据发送的同时接收数据。

特性/库	SoftwareSerial	AltSoftSerial	NewSoftSerial
支持的硬件平台和芯片型号	Arduino Uno、Mega等基于ATmega328P和ATmega2560芯片的开发板	包括ATtiny、ATmega、SAM3X8E等	支持更多开发板和芯片，包括ESP8266、ESP32、ATtiny等
可用的IO口数量和频率	两个IO口（RX和TX），最高115200bps	多个IO口，最高31250bps	多个IO口，最高38400bps
稳定性和可靠性	在高速通信时可能出现数据丢失或错位	相对稳定可靠	相对稳定可靠
使用的方法和API	方法和API比较类似于传统的Serial库	有自己独特的API和使用方法	方法和API比较类似于SoftwareSerial库

对于初学者来说，SoftwareSerial库已经足够使用。但需要注意，SoftwareSerial库最高只能支持两个IO口（RX和TX），即最多只能额外跟一个设备串口通信。即使使用了SoftwareSerial库，算上Arduino UNO自带的硬件串口，也只能同时跟两个设备串口通信。如果需要跟更多设备通信，建议使用Arduino Mega2560（它有四个硬件串口）或NewSoftSerial库。

SoftwareSerial库使用示例

首先需要在Arduino IDE中安装SoftwareSerial库。以Arduino Uno R3开发板为例，应用代码如下：

#include <SoftwareSerial.h>  //引用库文件
SoftwareSerial Serial1(2, 3);  // 定义软串口RX为2, TX为3和软串口对象Serial1

void setup() {
  Serial1.begin(9600);  // 初始化软串口，设置波特率为9600
}

void loop() {
  if (Serial1.available()) {
    char c = Serial1.read();  // 读取接收到的数据
    Serial1.write(c);  // 发送数据
  }
}

这里可以将软串口定义为Serial1、Serial2、Serial3等，方便项目移植。例如，将Arduino UNO的代码转移到Arduino Mega2560上时，只需要删除掉SoftwareSerial相关的代码，然后重新接线即可。

以BLE低功耗蓝牙模块为例，软串口接线方式如下：