Used for communication between the Arduino board and a computer or other devices. All Arduino boards have at least one serial port (also known as a UART or USART), and some have several.
Board
USB CDC name
Serial pins
Serial1 pins
Serial2 pins
Serial3 pins
Leonardo, Micro, YГєn
Connected to USB
Connected to NINA
SerialUSB (Native USB Port only)
Connected to Programming Port
SerialUSB (Native USB Port only)
On Uno, Nano, Mini, and Mega, pins 0 and 1 are used for communication with the computer. Connecting anything to these pins can interfere with that communication, including causing failed uploads to the board.
You can use the Arduino environment’s built-in serial monitor to communicate with an Arduino board. Click the serial monitor button in the toolbar and select the same baud rate used in the call to begin() .
Serial communication on pins TX/RX uses TTL logic levels (5V or 3.3V depending on the board). Don’t connect these pins directly to an RS232 serial port; they operate at +/- 12V and can damage your Arduino board.
To use these extra serial ports to communicate with your personal computer, you will need an additional USB-to-serial adaptor, as they are not connected to the Mega’s USB-to-serial adaptor. To use them to communicate with an external TTL serial device, connect the TX pin to your device’s RX pin, the RX to your device’s TX pin, and the ground of your Mega to your device’s ground.
Arduino библиотека Serial
Библиотека Serial — это стандартная библиотека, которая подключается в скетчи автоматически. Она используется для передачи данных через последовательный порт Arduino. В большинстве плат ардуино доступен 1 интерфейс Serial. Последовательный порт работает с двумя цифровыми пинами Ардуино 0-ой (RX) и 1-ый (TX). В Arduino Mega таких интерфейсов 3. Для доступа к интерфейсу связи необходимо использовать ключевой слово Serial (Serial1 и Serial2 для Arduino Mega).
Теперь рассмотрим доступные функции библиотеки Serial:
if(Serial)
Условие с проверкой готовности порта к работе. Используется такая конструкция довольно редко, потому что обычно интерфейс доступен.
available()
Проверяет число байтов доступных для считывания. Данная функция показывает какое количество данных уже пришло и хранится в буфере обмена. Размер буфера последовательного порта 64 байта.
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Число байт доступных для чтения
availableForWrite()
Проверяет число байтов доступных для записи в буфер обмена, без блокировки функции записи.
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Число байт доступных для записи
begin()
Данная функция устанавливает соединение на определенной скорости.
Синтаксис
Параметры
speed — Обязательный параметр. Скорость бит в секунду (бод). Доступные значения: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600 или 115200
Отключает соединение через последовательный порт и освобождает пины RX и TX.
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Считывает данные из буфера обмена до тех пор пока не найдет заданную строку.
Синтаксис
Параметры
needle — Обязательный параметр. Строка которую нужно найти
Возвращаемые значения
true — Если строка найдена.
false — Если строка не найдена.
findUntil()
Считывает данные из буфера обмена до тех пор пока не найдет заданную строку или терминальную строку.
Синтаксис
Параметры
needle — Обязательный параметр. Строка которую нужно найти
terminal — Обязательный параметр. Терминальная строка которую нужно найти
Возвращаемые значения
true — Если строка найдена.
false — Если строка не найдена.
flush()
Очищает буфер обмена последовательного порта
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
parseFloat()
Возвращает первое найденное в буфере обмена число с плавающей точкой. Все остальные символы игнорируются.
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Число с плавающей точкой (float)
parseInt()
Возвращает первое найденное в буфере обмена целое число. Все остальные символы игнорируются.
Синтаксис
Параметры
skipChar — необязательный параметр. Символ который будет пропускаться при поиске
Возвращаемые значения
Целое число (long) или 0, если не найдено цифр.
Возвращает первый байт данных из буфера.
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Первый байт входящих последовательных данных (int). Если данных нет то вернет «-1»
print()
Функция отправляет данные в последовательный порт в виде ASCII-текста.
Синтаксис
Параметры
val — обязательный параметр. Данные, которые необходимо отправить.
format — Необязательный параметр. Форматирует отправляемые данные. Может принимать следующие значения: BIN — Двоичный формат. OCT — Восьмеричный формат. DEC — Десятичный формат HEX — Шестнадцатиричный формат. 0 — Округление числа до целых. 2 — Округление число до сотых.
Возвращаемые значения
Количество записанных байтов (long)
println()
Отправляет данные в виде ASCII-текста в последовательный порт с символом конца строки (\r) и символом новой строки (\n)
Синтаксис
Параметры
val — обязательный параметр. Данные, которые необходимо отправить.
format — Необязательный параметр. Форматирует отправляемые данные. Может принимать следующие значения: BIN — Двоичный формат. OCT — Восьмеричный формат. DEC — Десятичный формат HEX — Шестнадцатиричный формат. 0 — Округление числа до целых. 2 — Округление число до сотых.
Возвращаемые значения
Количество записанных байтов (long)
Считывает данные из последовательного порта.
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Первый доступный байт (int).
readBytes()
Считывает символы из последовательного порта в буфер. Завершает свою работу, если сосчитает данные заданной длины или если выйдет время. Время указывается при помощи функции serial.setTimeout().
Возвращаемое значение — количество символов, помещенных в буфер. Если функция вернет значение «0», это значит, что нужных данных найдено не было.
Синтаксис
Параметры
buffer — буфер, в который будут сохраняться входящие байты (char[] или byte[])
length — количество считанных байтов (int)
Возвращаемые значения
readBytesUntil()
Считывает символы из буфера последовательного порта в массив. Завершает свою работу, если обнаружит терминальный символ, если сосчитает данные заданной длины или если выйдет время. Время указывается с помощью функции Serial.setTimeout().
Синтаксис
Параметры
character — символ, который нужно найти (char)
buffer — буфер, в который будут сохранены входящие байты (char[] или byte[])
length — количество байтов, которые нужно сосчитать (int)
Возвращаемые значения
readString()
Считывает данные из буфера последовательного порта в строку. Завершает свою работу, если выйдет время. Время указывается в функции Serial.setTimeout().
Синтаксис
Параметры
Возвращаемые значения
Строка с данными, считанными из буфера последовательного порта.
readStringUntil()
Считывает символы из буфера последовательного порта в строку. Завершает свою работу, если наткнется на терминальный символ или если выйдет время. Время указывается в функции Serial.setTimeout().
Синтаксис
Параметры
terminalChar— искомый символ (char)
Возвращаемые значения
Строка, считанная из буфера последовательного порта (до символа, завершающего работу функции).
setTimeout()
Устанавливает время (в миллисекундах), в течение которого функции Serial.readBytesUntil(), Serial.readBytes(), Serial.parseInt() и Serial.parseFloat() должны будут ждать данных, входящих через последовательный порт.
Синтаксис
Параметры
time — время ожидания в миллисекундах (long).
Возвращаемые значения
write()
Передает через последовательный порт данные в двоичном виде. Данные передаются как байт или как серия байтов. Если вам нужно отправить символы, представляющие цифры какого-либо числа, используйте функцию print().
Синтаксис
Параметры
val — значение, строка или буфер для отправки.
len — размер буфера
Возвращаемые значения
Байт или количество отправленных байтов
serialEvent
Автоматически вызывается, когда есть доступные данные. Для захвата этих данных нужно воспользоваться функцией Serial.read().
Синтаксис
Параметры
statements — любые корректные функции, позволяющие делать что-то с поступившими данными.
Железо
Это расширенный стартовый набор. В комплект входит Arduino Mega R3, макетные платы, множество датчиков, управляемые механизмы и необходимые радиоэлектронные компоненты. Полный список.
Arduino Uno — плата на базе микроконтроллера ATmega328P с частотой 16 МГц. На плате есть все необходимое для удобной и быстрой работы.
Макетная плата на 830 точек и ничего лишнего.
Чтение данных из последовательного порта. Урок 6. Ардуино
Привет! Сегодня еще один урок. Мы уже рассмотрели много разных ситуаций работы с ардуино. И в одном из предыдущих уроков научились записывать данные из программы в последовательный порт, чтобы следить за выполнением программы. Теперь рассмотрим чтение данных из последовательного порта, чтобы управлять программой и схемой с его помощью.
Отдельное питание сервопривода
Зачем это может понадобиться? Конечно, для управления вашим устройством через компьютер или любое другое подключенное устройство ввода, которое поддерживает передачу данных через COM порт.
Статью про запись данных в последовательный порт для отладки программы, вы можете найти по ссылке ниже. Пожалуйста, посмотрите ее, если пропустили или уже забыли о чем речь.
В этой статье рассмотрим методы объекта Serial, их использование и примеры кода для реализации программ. Также соберем простую схему с сервоприводом и будем управлять ей с помощью монитора последовательного порта в ардуино ide.
Мы уже делали схему управления сервоприводом с помощью потенциометра, в одном из предыдущих уроков. Пожалуйста, посмотрите его, если пропустили.
Для выполнения этого урока нам понадобятся
Ардуино UNO
Макетная плата
Перемычки
Сервопривод
Блок батареек
Кабель USB
Serial.read()
Команды Serial.print() и Serial.println() мы уже знаем. Они записывают данные в последовательный порт. Команда для чтения данных, как не трудно догадаться — Serial.read().
Эта функция считывает и возвращает байт информации из буфера последовательного порта.
Если никакой информации нет, то возвращает -1.
Тип данных будет int.
Хитрость этой функции, с которой обязательно придется столкнуться в том, что она считывает именно байт информации и представляет его в виде кода символа из таблицы ASCII. Это значит, если вы введете слово из 5 букв, то каждый символ будет считан отдельно и его код из таблицы будет выведен в монитор последовательно. Например, код символа 0 — это 48, А код символа F — это 70. Причем только в десятичной системе счисления. Естественно, с символами Кириллицы все еще сложнее.
Попробуем загрузить в ардуино несколько примеров.
Serial.available()
Эта функция получает доступную для чтения из последовательного порта информацию. Максимум в буфере может быть до 64 байт. Эта те данные, которые записаны в порт и ожидают чтения. Следовательно, это удобно использовать для проверки последовательного порта на готовность к чтению. Если функция возвращает состояние отличное от 0, значит можно получить данные из порта. Попробуйте загрузить такой скетч в ардуино и проверить монитор порта.
Serial.readString()
Считывает из буфера символы, формирует из них строку типа String и выводит ее. С такой функцией уже можно принимать в программу целые команды. Хотя их еще нужно специальным образом обработать. Но в нашей программе будем использовать именно эту функцию.
Serial.parseInt()
Эта функция ищет целое число во входном потоке. Если число не было введено, выведет 0. Если ввести строку знаков, в которой будут числа, выведет только числа.
Принципиальная схема подключения мотора для записи данных в порт
Программа
Ок. Давайте попробуем собрать схему и написать программу управления сервоприводом на основе данных вводимых в последовательный порт.
Программа будет принимать данные из порта, анализировать их, и если данные подходят для сервопривода отправлять на привод угол для перемещения вала.
В простейшем варианте такой программы используем функцию Serial.parseInt() чтобы получить только цифру и установить ее на сервопривод. Не забудьте ограничить максимальное и минимальное значение переменной функцией constrain().
Но, что если мы хотим принимать не только числовые данные, но и обрабатывать строковые команды. Тогда необходимо принимать все символы и обрабатывать их. Воспользуемся функцией Serial.readString(), чтобы организовать чтение данных из последовательного порта.
Затем сравним строку с несколькими значениями, которые уже будут внесены в программу. Если ни одна текстовая команда не подойдет, попробуем преобразовать строку в число и передать на сервомотор.
Сервопривод управляется из последовательного порта
Полный текст программы
Заключение
Теперь мы можем использовать последовательный порт на ардуино для передачи команд на устройство и управления оборудованием от него. В следующих уроках и проектах мы будем использовать эти полезные функции.
Отдельное питание сервопривода
Принципиальная схема подключения мотора для записи данных в порт
Сервопривод управляется из последовательного порта