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通信部分-串口双向调用 (握手连接)

本例向你展示使用握手连接在Arduino和Genuino板和电脑之间建立多字节的通信(multi-byte communication)。
代码最开始在**setup()中不断输出字母A到串口监视器(用ASCII方式,对应byte值65),直到收到电脑的“回复”(收到一个byte)才进入loop。第一次进入loop()**后代码将发送三个传感器的值到电脑一次。而后在loop循环中,程序一直等待电脑的信息(不会再发送字母A的等待信息),直到下次再收到一个byte再返回三个传感器值一次,不断重复。

译者注:为了帮助大家理解,我在译者解析程序逻辑板块绘制了流程图,不懂的可以看看。

你可以使用Arduino IDE 串口监视器来查看数据,或者也可用Processing(下附代码),Flash, PD, Max/MSP(下附补丁)等代替。

硬件需求

Arduino板或Genuino板

2个模拟信号传感器 (电位器, 光电管, 压力传感器等等均可)

按键

10kΩ电阻

跳线

面包板

连接线

软件需求

Processing 或 Max/MSP version 5.x

电路

image

原理图

image

程序逻辑

Arduino程序流程图

(此处为流程图,如果看不见可能是浏览器问题)

进入setup()函数establishContact() {Arduino不断发送握手连接请求信号}是否收到电脑请求字节?进入loop()函数yesno

进入loop()函数串口是否有数据?返回三个传感器值yes

大家可以这样理解

Arduino第一次收到输入之前处于“空闲状态”,因此不断广播信息:“我已经准备好,如果要传感器信息就来吧”。【Arduino尝试找电脑握手】

电脑说:“Arduino,我日后要串口数据,我和你握手”,这时Arduino就知道电脑要数据了。因此就不再发送“我已经准备好……”的信息。默默等待电脑需要数据的时刻。Arduino目前出于“等待状态”,等待给电脑发送传感器信息。【电脑和Arduino握手成功】

电脑说:”现在给我数据“。Arduino返回三个传感器值,然后继续等待电脑的下一个请求。【握手成功后的通信】

这就是握手连接,大家也可以网上搜搜握手连接的含义和作用。

代码

/*
    串口双向调用
    语言: Arduino

代码不断输出字母A到串口监视器(用ASCII方式,对应byte值65),直到收到电脑的“回复”才  
  停止。收到电脑的“回复”后(收到一个byte),代码将发送三个传感器的值到电脑。
 
   感谢Greg Shakar和Scott Fitzgerald 改善代码
  
    电路搭建:
* 两个电位器分别连接到A0、A1
* 按键连接到2号引脚
 
  代码是公开的。
  */ 
  
int firstSensor = 0;    // 第一个模拟信号传感器 
int secondSensor = 0;   // 第二个模拟信号传感器 
int thirdSensor = 0;    // 数字信号传感器 
int inByte = 0;         // 收到的串口数据 
  
void setup() { 
   // 用9600波特率打开串口: 
   Serial.begin(9600); 
   while (!Serial) { 
     // 等待串口建立完成,只有当使用本地USB口时有用 
   } 
  
   pinMode(2, INPUT);   // 2号引脚为数字传感器 
   establishContact();  // 发送A字符到电脑,直到电脑发送回来数据才返回 

  
void loop() { 
   // 如果串口有一个byte的数据,就读取传感器值: 
   if (Serial.available() > 0) { 
     // 获取发送来的byte: 
     inByte = Serial.read(); 
     // 读取第一个模拟信号传感器,然后除以4,以保证值域在0-255: 
     firstSensor = analogRead(A0) / 4; 
     // 等待10ms,让ADC数模转换电路完成处理工作: 
     delay(10); 
     //读取第一个模拟信号传感器,然后除以4,以保证值域在0-255: 
     secondSensor = analogRead(1) / 4; 
     //读取开关,将值映射到0-255 
     thirdSensor = map(digitalRead(2), 0, 1, 0, 255); 
     // 发送传感器值: 
     Serial.write(firstSensor); 
     Serial.write(secondSensor); 
     Serial.write(thirdSensor); 
   } 

 
void establishContact() { 
   while (Serial.available() <= 0) { 
     Serial.print('A');   // 发送A字符 
    delay(300); 
   } 

Processing代码

将下列代码拷贝到Processing工程,当你改变模拟信号传感器时,你会看到屏幕上有一个小球跳动。只有当你按下按钮时才会看到小球 。

image

  // 代码公开. 
   
   import processing.serial.*; 
    
   int bgcolor;                 // 背景色 
   int fgcolor;                 // 填充色 
   Serial myPort;                       // 串口 
   int[] serialInArray = new int[3];    // 串口接收数据存储 
   int serialCount = 0;                 // 串口数据数量 
  int xpos, ypos;                  // 小球初始位置 
  boolean firstContact = false;        // 是否从板子收到了数据 
  
  void setup() { 
    size(256, 256);  // 设置舞台(窗口)大小 
    noStroke();      // 设置下一个绘制的东西无边框 
   
    // 设置小球初始位置在舞台(窗口)中间 
    xpos = width/2; 
   ypos = height/2; 
   
    // 为了调试方便,将串口枚举并且输出 
    // 如果使用Processing 2.1或更早版本,使用Serial.printArray() 
    println(Serial.list()); 
   
    // 在我的mac上第一个总归是Arduino的FTDI串口适配器,因此我直接打开了Serial.list()[0]。 
    // Windows系统上一般都是COM1。 
    // 下列代码根据你使用的串口进行调整。 
   String portName = Serial.list()[0]; 
    myPort = new Serial(this, portName, 9600);  
    } 
  
  void draw() { 
    background(bgcolor); 
    fill(fgcolor); 
    // 画球 
    ellipse(xpos, ypos, 20, 20); 
  } 
   
  void serialEvent(Serial myPort) { 
    // 从串口读取一个值: 
    int inByte = myPort.read(); 
    // 如果是第一次获取到数据,说明Arduino上的程序第一次运行,将串口数据清空。如果不是第一次,则说明是传感器数据收到了。: 
    if (firstContact == false) { 
      if (inByte == 'A') { 
        myPort.clear();          // 清除数组存储 
        firstContact = true;     // 这是第一次连接,收到了Arduino的握手请求 
        myPort.write('A');       // 电脑发送一个字节到Arduino,以此获取更多组传感器数据。 
      } 
    } 
    else { 
      // 将最新数据放入数组: 
      serialInArray[serialCount] = inByte; 
      serialCount++; 
   
      //如果有三个字节: 
     if (serialCount > 2 ) { 
       xpos = serialInArray[0]; 
        ypos = serialInArray[1]; 
        fgcolor = serialInArray[2]; 
   
        // 打印值(调试用): 
       println(xpos + "\t" + ypos + "\t" + fgcolor); 
   
        // 发送大写字母A,请求Arduino反馈更多的数据: 
       myPort.write('A'); 
       serialCount = 0; 
      } 
   } 

Max补丁

clip_image002

———-begin_max5_patcher———-
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4nkp6JA4+973hrkrsjncKu0SRiXasQ83G+dKj7QV+4qtaxzrOxKlf9Zzuft6
t+7U2cm7ThSbm936lrL3igIAExaaRJ+CYS+sI2qtTI+ikxSuBMKNojm+N3D4
Aua5KkPwpuoUAkgKhSm+tbdXo5cQXVOhuGwrohuHD4WT7iXzupen3HY4BuqG
rH0kzrrzxzfkb4kdJONHo9JoUKiSS3kRgjt4jYUk0mkznPJh+CYgHewpSqty
xWVwUh3jIqkEYEfmqQEMr.ETbB+YddQbVZix+tIAqV03z203QDX4ukIKHm6W
ep3T0ovqOUN+435m2Rcx+5U0E+FTzVBh9xOsHXIh5YuADg1x4IYgumG0r3mj
shmFmtJmWvSKCJ0um0WNhOKnJo7c6GmZe8YAg7Ne381Rc2j44wQYoBgn0SJN
c8qCHH1RhQqJi7NRCVsmGt.pGUESCxE31zDdCV.PRyxRZeo0MU.WOHMdYPIu
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MThMFkWFGsJChQPqrQp8iorV6Q28HBVF4nMVDJj7f1xyYACFScisg.ruLHOW
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X8vr51GjwFGLC2AlMdLkU4RiaRrnmJuiudnDk0ZW+9p6TuKBe433JUCzp6fU
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K9gfvuIK68uNO6g2vUUL80WxihCVFD9vlB30e2SOrmxUb527RZ3nZNrljGrR
70vs1J9suWuZ3zaHVdG3RIJLgGj2Gfn6TcGcstEfvtH.hpFLlnBndjOLGQAI
z98BXc6yQxghmOn6gZqj0ShPOXhynLOjzCESt+XwE8TxrCvrdXo16rqnLgvb
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prTH9SzaSea5a.GQEPnnh43WNefMlsOgx18n.vgUNO.tKl7tDyI3iHzafJHZ
VVNedVEbGgYIY42i93prB0i7B7KT1LnnCiyAiinpBnsPV7OG.tYKfBsrJOkG
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———–end_max5_patcher———–

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