Arduino 的串口通信

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我是靠谱客的博主冷静小白菜，这篇文章主要介绍Arduino 的串口通信，现在分享给大家，希望可以做个参考。

串口波特率的设置：通常我们使用Serial.begin（speed）来完成串口的初始化，这种方式，只能配置串口的波特率。

使用Serial.begin（speed， config）可以配置数据位、校验位、停止位等。例如Serial.begin（9600，SERIAL_8E2）是将串口波特率设为9600，数据位8，偶校验，停止位2。
9600 串口波特率
SERIAL_8E2
8:8位
E:偶校验
2：停止位
config可用配置如下：
1：少用
if （Serial）的用法：串口打开为真，串口关闭为假。比较囧的是，这个方法只适用于Leonardo和micro的 Serial，也就是说连接连接到电脑USB的那个模拟串口。例如以下程序，当你没有使用串口监视器打开串口时，程序就会一直循环运行while （！Serial） {;} ，当你打开串口监视器，程序会退出while循环，开始loop中的程序。

2：
read和peek输入方式的差异
串口接收到的数据都会暂时存放在接收缓冲区中，使用read（）与peek（）都是从接收缓冲区中读取数据。不同的是：
使用read（）读取数据后，会将该数据从接收缓冲区移除；
使用peek（）读取时，不会移除接收缓冲区中的数据。

3：
串口读入int型数据
实际上是串口读入字符串，再转换为int型数据。
输出不同进制的文本
可以是用 Serial.print（val， format）的形式输出不同进制的文本。
参数val 是需要输出的数据
参数format 是需要输出的进制形式，可以使用如下参数： BIN（二进制） DEC（十进制） OCT（八进制） HEX（十六进制）
例如，使用Serial.print（123，BIN），你可以在串口调试器上看到1111011 使用Serial.print（123，HEX），你可以在串口调试器上看到7B 。
4：
修改串口缓冲区大小：
Arduino串口缓冲区默认为64字节，如果单次传输的数据较多可以将arduino-1.0.5r2hardwarearduinocoresarduinoHardwareSerial.cpp中的
#define SERIAL_BUFFER_SIZE 64
修改为 #define SERIAL_BUFFER_SIZE 128 这样就有128字节的缓冲区了
Arduino MEGAArduino DUE上其他串口用法：
serial1serial2serial3和serial用法一样，比如serial3.begin（9600）;

重要之处：
经典的Processing与Arduino通信实例：
使用Serial.available()检测:

复制代码

import processing.serial.*;
Serial myPort;
void setup(){
myPort = new Serial(this,"/dev/ttyACM0", 115200); //Set Serial Port
}
void draw(){
if(myPort.available()>0){
String message = myPort.readString();
println(message);
}
}
//Arduino code
int data=12345;
void setup()
{
Serial.begin(115200);//rate
}
void loop()
{
Serial.print(data); //send data
delay(1000);
}
然后我们期待着每次获取“12345”并显示在屏幕上，但事与愿违，我们得到的情况是这样的：
12345
123
45
12345
12345
输出时的中断是怎样产生的呢？要探究这个问题的根源，需要重新审视
***串口通信的原理**。*
********************
串口通讯就像一趟公共汽车，每个字节是一个在等车的人。他来到车站（发送数据），车还没有来，所以新来的人就一直等待（缓存）。当公共汽车来了的时候，将这些人一次接走（读取数据），当然车也是有容量的，只能载一定数量的人（缓存大小）。现在有一个旅行团（字符串/字符数组），一部分人走在前面刚刚赶上了车（被读取），而另一部分人没赶上，只能等待下一班车（下一次读取）。另一种情况是，两个旅行团都在车站等车，被同一班车接走了。这就是为什么我们读取的时候字符串会断成两节，或者并起来。
核心原因是：串口流通的数据都是bytes而没有字符串概念，所有发送数据都会按一个byte一个byte缓存，不论是否是连续字符串；而读取时会取走所有缓存bytes，不论它们是否是一个、半个还是多个字符串。
**
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**
Arduino和Processing的数据收发速度是不一样的。如果用Arduino延时较长时间，Processing可能读取一个字符串或字符串的一部分。如果Arduino延时较短，Processing可能读取多个字符串，但不一定完整。在读取字符串的时候，无法确定上一个字符串是否被读取了，当前字符串是否缓存完毕，因为字符串都已经切成了bytes，连成一串。这个问题是串口通信本身造成的，一定会出现。
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一种解决方法是，通过在接收端缓存数据来解决这个问题。
为传输数据设置一个结束标记，如’n’（换行符），就能在接收到的数据流中识别到一个字符串的结尾。当未遇到结束标记，就一直将串口数据保存在一个buffer变量中，继续接收。
Processing的SerialEvent事件类型就提供了这种方式，使用bufferUntil(ch)可以在遇到某个指定字符时才完成缓存。
----------
----------
程序实例：
//Processing Code
import processing.serial.*;
Serial myPort;
void setup(){
myPort = new Serial(this,"/dev/ttyACM0", 115200);
//in fact, any rate is ok...
myPort.bufferUntil('n');
//buffer until meet 'n', then call the event listener
}
void draw(){
}
//listen to the event. when buffer filled, run this method
void serialEvent(Serial p) {
String inString = p.readString();
print(inString);
}
//then the buffer will reveive all the bytes
//Arduino Code
int data=12345;
void setup()
{
Serial.begin(115200);//rate
}
void loop()
{
Serial.println(data); //send data, end up with 'n'
delay(1000);
}
当然，这种方法也可以用在普通的串口通信中，不必使用SerialEvent。接收的数据不直接使用，而是作为缓存。若未遇到结束标记，就继续读取下一次。当遇到结束标记，即完成缓存。
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程序实例：
//Processing Code
import processing.serial.*;
String message;
String temp;
Serial myPort;
void setup(){
myPort = new Serial(this,"/dev/ttyACM0", 115200); //Set Serial Port
}
void draw(){
if(myPort.available()>0){
temp = myPort.readString(); //temp for read bytes
for(int i = 0; i < temp.length(); i++){
//if meet the end mark
if(temp.charAt(i) == 'n'){
println(message);
message = "";
//clean string
}
else
message += temp.charAt(i);
//store byte
}
}
}
//Arduino Code
int data=12345;
void setup()
{
Serial.begin(115200);//rate
}
void loop()
{
Serial.println(data); //send data, end up with 'n'
delay(1000);
}

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import processing.serial.*;
Serial myPort;
void setup(){
myPort = new Serial(this,"/dev/ttyACM0", 115200); //Set Serial Port
}
void draw(){
if(myPort.available()>0){
String message = myPort.readString();
println(message);
}
}
//Arduino code
int data=12345;
void setup()
{
Serial.begin(115200);//rate
}
void loop()
{
Serial.print(data); //send data
delay(1000);
}
然后我们期待着每次获取“12345”并显示在屏幕上，但事与愿违，我们得到的情况是这样的：
12345
123
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输出时的中断是怎样产生的呢？要探究这个问题的根源，需要重新审视
***串口通信的原理**。*
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串口通讯就像一趟公共汽车，每个字节是一个在等车的人。他来到车站（发送数据），车还没有来，所以新来的人就一直等待（缓存）。当公共汽车来了的时候，将这些人一次接走（读取数据），当然车也是有容量的，只能载一定数量的人（缓存大小）。现在有一个旅行团（字符串/字符数组），一部分人走在前面刚刚赶上了车（被读取），而另一部分人没赶上，只能等待下一班车（下一次读取）。另一种情况是，两个旅行团都在车站等车，被同一班车接走了。这就是为什么我们读取的时候字符串会断成两节，或者并起来。
核心原因是：串口流通的数据都是bytes而没有字符串概念，所有发送数据都会按一个byte一个byte缓存，不论是否是连续字符串；而读取时会取走所有缓存bytes，不论它们是否是一个、半个还是多个字符串。
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Arduino和Processing的数据收发速度是不一样的。如果用Arduino延时较长时间，Processing可能读取一个字符串或字符串的一部分。如果Arduino延时较短，Processing可能读取多个字符串，但不一定完整。在读取字符串的时候，无法确定上一个字符串是否被读取了，当前字符串是否缓存完毕，因为字符串都已经切成了bytes，连成一串。这个问题是串口通信本身造成的，一定会出现。
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一种解决方法是，通过在接收端缓存数据来解决这个问题。
为传输数据设置一个结束标记，如’n’（换行符），就能在接收到的数据流中识别到一个字符串的结尾。当未遇到结束标记，就一直将串口数据保存在一个buffer变量中，继续接收。
Processing的SerialEvent事件类型就提供了这种方式，使用bufferUntil(ch)可以在遇到某个指定字符时才完成缓存。
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程序实例：
//Processing Code
import processing.serial.*;
Serial myPort;
void setup(){
myPort = new Serial(this,"/dev/ttyACM0", 115200);
//in fact, any rate is ok...
myPort.bufferUntil('n');
//buffer until meet 'n', then call the event listener
}
void draw(){
}
//listen to the event. when buffer filled, run this method
void serialEvent(Serial p) {
String inString = p.readString();
print(inString);
}
//then the buffer will reveive all the bytes
//Arduino Code
int data=12345;
void setup()
{
Serial.begin(115200);//rate
}
void loop()
{
Serial.println(data); //send data, end up with 'n'
delay(1000);
}
当然，这种方法也可以用在普通的串口通信中，不必使用SerialEvent。接收的数据不直接使用，而是作为缓存。若未遇到结束标记，就继续读取下一次。当遇到结束标记，即完成缓存。
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程序实例：
//Processing Code
import processing.serial.*;
String message;
String temp;
Serial myPort;
void setup(){
myPort = new Serial(this,"/dev/ttyACM0", 115200); //Set Serial Port
}
void draw(){
if(myPort.available()>0){
temp = myPort.readString(); //temp for read bytes
for(int i = 0; i < temp.length(); i++){
//if meet the end mark
if(temp.charAt(i) == 'n'){
println(message);
message = "";
//clean string
}
else
message += temp.charAt(i);
//store byte
}
}
}
//Arduino Code
int data=12345;
void setup()
{
Serial.begin(115200);//rate
}
void loop()
{
Serial.println(data); //send data, end up with 'n'
delay(1000);
}