Arduino串口通信入门：输入与输出详解

Arduino串口通信入门：输入与输出详解

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/wangzhae/article/details/145572861

在Arduino的学习过程中，串口通信是一个重要的知识点。它不仅能让Arduino与计算机进行数据交互，还能实现与其他设备的信息传递。本文将详细介绍Arduino的串口输入和输出功能，通过基础概念讲解、代码示例和实际应用，帮助读者掌握这一关键技术。

串口通信基础概念

什么是串口通信

串口通信（Serial Communication）是一种在一条通信线路上逐位传输数据的通信方式。它具有简单、可靠、成本低等优点，广泛应用于各种电子设备之间的数据传输。在Arduino中，串口通信主要通过TX（发送）和RX（接收）引脚来实现。

波特率

波特率（Baud Rate）是串口通信中的一个重要概念，它表示每秒传输的比特数。常见的波特率有9600、115200等。在进行串口通信时，通信双方（如Arduino和计算机）必须设置相同的波特率，否则数据传输将出现错误。

Arduino串口输出

硬件连接

对于Arduino Uno等常见开发板，只需要通过USB线将Arduino连接到计算机即可。USB线不仅为Arduino提供电源，还实现了Arduino与计算机之间的串口通信。

代码实现

以下是一个简单的Arduino串口输出示例代码：

void setup() {
  // 初始化串口通信，设置波特率为9600
  Serial.begin(9600); 
}
void loop() {
  // 向串口发送字符串
  Serial.println("Hello, Serial Communication!"); 
  // 延迟1秒
  delay(1000); 
}

代码解释

• setup()函数：在程序启动时，Serial.begin(9600)用于初始化串口通信，并将波特率设置为9600。这一步是使用串口输出的必要操作。
• loop()函数：Serial.println("Hello, Serial Communication!")用于向串口发送字符串，并在末尾添加换行符。delay(1000)使程序暂停1秒，这样每隔1秒就会发送一次字符串。

查看串口输出

将上述代码上传到Arduino后，打开Arduino IDE中的串口监视器。在串口监视器中，将波特率设置为与代码中相同的9600，就可以看到Arduino不断发送的字符串信息。

Arduino串口输入

硬件连接

同样，使用USB线将Arduino连接到计算机即可。

代码实现

以下是一个简单的Arduino串口输入示例代码：

void setup() {
  // 初始化串口通信，设置波特率为9600
  Serial.begin(9600); 
}
void loop() {
  // 检查串口是否有数据输入
  if (Serial.available() > 0) {
    // 读取串口输入的一个字符
    char incomingChar = Serial.read();
    // 将读取的字符回显到串口监视器
    Serial.print("You sent: ");
    Serial.println(incomingChar);
  }
}

代码解释

• setup()函数：与串口输出示例一样，使用Serial.begin(9600)初始化串口通信。
• loop()函数：Serial.available()用于检查串口缓冲区中是否有可用的数据。如果有数据（返回值大于0），则使用Serial.read()读取一个字符，并将其存储在incomingChar变量中。然后使用Serial.print()和Serial.println()将读取的字符回显到串口监视器。

测试串口输入

将上述代码上传到Arduino后，打开串口监视器，将波特率设置为9600。在串口监视器的输入框中输入字符，按下回车键，就可以看到Arduino将输入的字符回显出来。

综合应用：根据串口输入控制LED灯

硬件连接

将一个LED灯的负极连接到Arduino的GND引脚，正极通过一个220Ω电阻连接到Arduino的数字引脚5。同时，使用USB线将Arduino连接到计算机以实现串口通信。当串口监听输入1的时候灯亮、输入0灯灭；usb线不要拔下；

代码实现

const int ledPin = 5;
void setup() {
  // 初始化串口通信，设置波特率为9600
  Serial.begin(9600); 
  // 将LED引脚设置为输出模式
  pinMode(ledPin, OUTPUT); 
}
void loop() {
  // 检查串口是否有数据输入
  if (Serial.available() > 0) {
    // 读取串口输入的一个字符
    char incomingChar = Serial.read();
    if (incomingChar == '1') {
      // 如果输入为'1'，点亮LED灯
      digitalWrite(ledPin, HIGH);
      Serial.println("LED is ON");
    } else if (incomingChar == '0') {
      // 如果输入为'0'，熄灭LED灯
      digitalWrite(ledPin, LOW);
      Serial.println("LED is OFF");
    }
  }
}

代码解释

• 变量定义：const int ledPin = 13;定义了LED灯连接的引脚为13。
• setup()函数：初始化串口通信，设置波特率为9600，并将LED引脚设置为输出模式。
• loop()函数：检查串口是否有数据输入。如果输入为‘1’，则点亮LED灯并发送提示信息到串口监视器；如果输入为‘0’，则熄灭LED灯并发送提示信息。

总结

通过本章的学习，我们了解了Arduino串口通信的基本概念，掌握了串口输入和输出的实现方法，并且通过综合应用示例学会了根据串口输入控制外部设备。串口通信为我们拓展Arduino项目提供了强大的支持，我们可以利用它与各种外部设备进行数据交互，实现更复杂的功能。在后续的学习中，我们可以基于串口通信进一步探索更多有趣的项目。