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

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———-begin_max5_patcher———-
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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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dUcSvj0XTT7bdQY6yUFLun8YZo71jl0TIt042RYNLa4RfCTWfsznKWDWfJpl
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ksLf3z7M0MybG6Hj1WngsD7VEXS8j5q7Wu5U0+39ir8QJJS5GMHdtRimL4m1
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MThMFkWFGsJChQPqrQp8iorV6Q28HBVF4nMVDJj7f1xyYACFScisg.ruLHOW
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