Arduino与上位机的串口通讯相关笔记（一） Arduino下位机相关
0.前言
最近在读书籍：《ARDUINO与LABVIEW开发实战》、《Labview虚拟仪器数据采集与串口通信测控应用实战》。
看到了许多用arduino作为下位机的测控实例，感觉颇为有趣。
说到底，ARDUINO与LABVIEW等等只是工具，真正项目使用的元件取决于必须满足的要求、精度、成本和开发时间。在作者提供的测控实例中，arduino作为下位机，体现着性价比极高的特点。尤其是采样速率和精度要求不高时，可以胜任一定的需求。labview作为上位机，简单易用，其虚拟仪器的特点令软件设计可视化，同时提供了系列的前面板设计环境，所见即所得。
最近攒集的笔记主要是关于arduino与上位机通信的内容
1.ARDUINO中的串口通信函数
1.1 函数
Serial.begin(speed)
//speed为波特率，通信双方波特率相同。常用300/1200/2400/4800/9600/14400/19200
Serial.available()
//从串口读取有效的字节数，在串行接受缓冲区的数据。
//注意：串口缓冲区为64B，使用Serial.read时，读取1字节，同时从缓冲区删除
Serial.read()
//读取1字节的数据，若无可用数据，返回-1
Serial.write()
//写入二进制数据到串口，如
Serial.write(val)
Serial.write(str)
Serial.write(buf,len)
Serial.print()
Serial.println()
//注意：每个数字输出使用的是ASCII字符，浮点类型同样输出的是ASCII字符，默认保留小数点后2位
//byte输出单个字符
//字符和字符串原样输出
//println输出数据自动换行
//例如
Serial.print(78); //"78"
Serial.print(1.23456);//"123"
Serial.print("N");//"N"
Serial.print("Hello");//"Hello"
Serial.print(78,BIN);//"1001110"
//可选： BIN,OCT,DEC,HEX
Serial.print（1.23456,0） //"1"
Serial.end
//停止通信
1.2 需要注意的一些事项
- 串口缓冲区为64B，使用Serial.read时，读取1字节，同时从缓冲区删除
- 注意：每个数字输出使用的是ASCII字符，浮点类型同样输出的是ASCII字符，默认保留小数点后2位
byte输出单个字符
字符和字符串原样输出
println输出数据自动换行 - 输出附加指令参照最后的例子
2. 下位机编程
2.1 模式选择
一般地，一个下位机可能不工作在单一的模式中，需要初始化时指定其工作模式。工作模式通过如下思路选择
volatile int mode_flag =0 ;
volatile long maxnum;
byte comdata[3]={0};
char numdata[4]={0,0,0,0};
#define A0_Command 0x10
#define A1_Command 0x11
#define A2_Command 0x20
#define A3_Command 0x21
void receive_data()
{
int i;
for(i=0;i<3;i++)
{
comdata[i]= Serial.read();
delay(2);
}
for(i=0;i<4;i++)
{
numdata[i]= char(Serial.read());
delay(2);
}
}
void test_do_data(void)
{
int x;
if(comdata[0] == 0x55) // 头帧
{
if(comdata[1] == 0xAA) //模式选择
{
switch(comdata[2])
{
case A0_Command:
mode_flag = 1;
break;
case A1_Command:
mode_flag = 2;
break;
case A2_Command:
mode_flag = 3;
break;
case A3_Command:
mode_flag = 4;
break;
}
for(x=0;x<4;x++) //传入设定数值
maxnum=(maxnum*10+long(numdata[x]-'0'));
}
}
}
命令监测、执行由receive_data()和test_do_data()负责
首先建立缓冲区数组
byte comdata[3]={0};
char numdata[4]={0,0,0,0};
建立flag
用于缓冲上位机传来的数据
上位机数据具有识别功能。
识别：
设定0x55位有效命令开头，开始读取下一帧
设定0xAA为模式选择开头，进入模式选择
设定各模式十六进制代码，switch选择，用flag标记模式号（1~4,0留给未选择）
最后用maxnum缓存传来的数值
然后再loop中调用函数
2.2 数值传递
上位机向下位机发送数值时，按照位传递。这里上位机下位机统一配套，统一传送。如约定传送四位十进制整数“0098”“1368”
下位机对缓冲区数据的处理：
for(x=0;x<4;x++)
maxnum=(maxnum*10+long(numdata[x]-'0'));
3.实验原型
对一个脉冲信号进行稀释，比率由上位机传送。
#define PIN 2
volatile long count =0;
volatile int flag = 0;
volatile int mode_flag =0 ;
volatile long maxnum;
byte comdata[3]={0};
char numdata[4]={0,0,0,0};
#define A0_Command 0x10
#define A1_Command 0x11
#define A2_Command 0x20
#define A3_Command 0x21
void receive_data(void);
void test_do_data(void);
void setup() {
Serial.begin(9600);
// void init();
pinMode(PIN,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
attachInterrupt(0,blinkA,FALLING);
}
void loop() {
if(Serial.available()>0)
{
receive_data();
test_do_data();
}
delay(100); //自己发出脉冲信号测试
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(8,LOW);
}
void receive_data()
{
int i;
for(i=0;i<3;i++)
{
comdata[i]= Serial.read();
delay(2);
}
for(i=0;i<4;i++)
{
numdata[i]= char(Serial.read());
delay(2);
}
}
void test_do_data(void)
{
int x;
if(comdata[0] == 0x55) // 头
{
if(comdata[1] == 0xAA) //模式选择
{
switch(comdata[2])
{
case A0_Command:
mode_flag = 1;
break;
case A1_Command:
mode_flag = 2;
break;
case A2_Command:
mode_flag = 3;
break;
case A3_Command:
mode_flag = 4;
break;
}
for(x=0;x<4;x++)
maxnum=(maxnum*10+long(numdata[x]-'0'));
}
}
}
void blinkA()
{
count++;
if(count>=maxnum)
{
if(flag==0)
digitalWrite(13,HIGH);
else
digitalWrite(13,LOW);
flag=~flag;
count=0;
}
}
比较原始 存在一些问题，随着后来的学习进行改正