概述

在本課中，您將在第4課的基礎上，添加使用Arduino串行監(jiān)視器控制計算機上的LED的功能。串行監(jiān)視器是計算機和Arduino之間的“紐帶”-它使您可以發(fā)送和接收文本消息，方便調(diào)試以及通過鍵盤控制Arduino！

例如，您將能夠從計算機發(fā)送命令來打開LED 。

在本課程中，您將使用與第4課完全相同的部件和類似的面包板布局。因此，如果您尚未這樣做，請立即按照第4課進行。

串行監(jiān)視器

將以下草圖上傳到Arduino。稍后，我們將確切了解其工作原理。

下載：文件

復制代碼

/*

Adafruit Arduino - Lesson 5. Serial Monitor

*/

int latchPin = 5;

int clockPin = 6;

int dataPin = 4;

byte leds = 0;

void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait untilSerial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

}

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ‘0’ && ch 《= ‘7’）

{

int led = ch - ‘0’;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ‘x’）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

void updateShiftRegister（）

{

digitalWrite（latchPin， LOW）;

shiftOut（dataPin， clockPin， LSBFIRST， leds）;

digitalWrite（latchPin， HIGH）;

} /*

Adafruit Arduino - Lesson 5. Serial Monitor

*/

int latchPin = 5;

int clockPin = 6;

int dataPin = 4;

byte leds = 0;

void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait untilSerial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

}

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ‘0’ && ch 《= ‘7’）

{

int led = ch - ‘0’;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ‘x’）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

void updateShiftRegister（）

{

digitalWrite（latchPin， LOW）;

shiftOut（dataPin， clockPin， LSBFIRST， leds）;

digitalWrite（latchPin， HIGH）;

}

將此草圖上傳到Arduino之后，單擊Arduino IDE工具欄上最右邊的按鈕。該按鈕在下方圈出。

將打開以下窗口。

該窗口稱為“串行監(jiān)視器”，它是Arduino IDE軟件的一部分。它的工作是使您既可以從計算機向Arduino板發(fā)送消息（通過USB），也可以從Arduino接收消息。

消息“輸入LED編號0至9或‘x’清除”是由Arduino發(fā)送的，它告訴我們可以向Arduino發(fā)送哪些命令，這些命令要么發(fā)送“ x”（關閉所有LED），要么發(fā)送您想要打開的LED數(shù)量（其中0是底部的LED，1是下一個LED，頂部是LED，最多7個LED）。

嘗試在串行監(jiān)視器的頂部區(qū)域中鍵入以下命令，并與“發(fā)送”按鈕對齊。鍵入以下每個字符后，按‘Send’：x 0 3 5

鍵入x無效，如果LED指示燈已全部熄滅，但是在輸入每個數(shù)字時，相應的LED指示燈應點亮，并且您將從Arduino板獲得確認消息，以便串行監(jiān)視器如下所示。

您可以看到，在再次輸入“ x”后，我即將按發(fā)送。這樣做，所有的LED都將熄滅。

如您所料， Arduino代碼

該草圖基于第4課中使用的草圖。因此，我們將在此處介紹新內(nèi)容。您會發(fā)現(xiàn)在Arduino IDE中引用完整的草圖很有用。

首先，在“設置”功能中，最后增加了三行：

下載：文件

復制代碼

void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait until Serial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

} void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait until Serial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

}

首先，我們有命令‘Serial.begin（9600）’。這將開始串行通信，以便Arduino可以通過USB連接發(fā)送命令。值9600稱為連接的“波特率”。這是數(shù)據(jù)發(fā)送的速度。您可以將其更改為更高的值，但還必須將Arduio Serial監(jiān)視器更改為相同的值。我們將在后面討論，但現(xiàn)在將其保留在9600。

以“ while”開頭的行可確保USB連接的另一端有一些東西供Arduino在開始發(fā)送消息之前與之交談。否則，可能會發(fā)送該消息，但不會顯示。僅當您使用Arduino Leonardo時，此行實際上才是必需的，因為當您打開串行監(jiān)視器時，Arduino Uno會自動重置Arduino板，而Leonardo則不會。

‘設置”發(fā)出我們在串行監(jiān)視器頂部看到的消息。

“循環(huán)”功能是發(fā)生所有操作的地方：

下載：文件

復制代碼

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ’0‘ && ch 《= ’7‘）

{

int led = ch - ’0‘;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ’0‘ && ch 《= ’7‘）

{

int led = ch - ’0‘;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

循環(huán)中發(fā)生的所有事情都包含在’if‘語句中。因此，除非對內(nèi)置Arduino函數(shù)’Serial.available（）‘的調(diào)用為’true‘，否則將不會發(fā)生其他任何事情。

Serial.available（）如果數(shù)據(jù)已發(fā)送至Arduino和準備好要處理了嗎？傳入的消息保存在所謂的緩沖區(qū)中，如果該緩沖區(qū)不為空，則Serial.available（）返回true。

如果已接收到消息，則將其轉(zhuǎn)到下一行代碼：

下載：文件

復制代碼

char ch = Serial.read（）; char ch = Serial.read（）;

這將從緩沖區(qū)中讀取下一個字符，并將其從緩沖區(qū)中刪除。它還將其分配給變量“ ch”。變量“ ch”的類型為“ char”，代表“字符”，顧名思義，它包含一個字符。

如果您已按照串行監(jiān)視器頂部提示中的說明進行操作，則此字符可以是0到7之間的一個數(shù)字或字母’x‘。

下一行的’if‘語句通過查看’ch‘是否大于或等于來檢查它是否是一個數(shù)字。等于字符“ 0”且小于或等于字符“ 7”。以這種方式比較字符看起來有些奇怪，但是完全可以接受。

每個字符都由一個唯一的數(shù)字表示，稱為ASCII值。這意味著當我們使用《=和》 =比較字符時，實際上是被比較的ASCII值。

如果測試通過，則進入下一行：

下載：文件

復制代碼

int led = ch – ’0‘; int led = ch – ’0‘;

現(xiàn)在，我們正在對字符進行算術運算！我們將從輸入的任何數(shù)字中減去數(shù)字“ 0”。因此，如果鍵入’0‘，則’0‘–’0‘將等于0。如果鍵入’7‘，則’7‘–’0‘將等于數(shù)字7，因為實際上是正在使用的ASCII值

由于我們知道要打開的LED的數(shù)量，因此只需要在變量“ leds”中設置該位并更新移位寄存器即可。

下載：文件

復制代碼

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）; bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

接下來的兩行將確認消息寫回到串行監(jiān)視器。

下載：文件

復制代碼

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）; Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

第一行使用Serial.print而不是Serial.println。兩者之間的區(qū)別在于，Serial.print在打印其參數(shù)中的任何內(nèi)容后都不會開始新行。我們在第一行中使用它，因為我們將消息分為兩部分進行打印。首先是通用位：“打開LED”，然后是LED的編號。

LED的編號保存在“ int”變量中，而不是文本字符串。 Serial.print可以采用雙引號括起來的文本字符串，也可以采用’int‘或與此相關的幾乎任何類型的變量。

處理情況的’if‘語句之后，一位數(shù)字已被處理，還有第二個’if‘語句，用于檢查’ch‘是否為字母’x‘。

下載：文件

復制代碼

if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

} if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

如果是，則清除所有指示燈并發(fā)送確認消息。

其他要做的事情

我們通過在每個字符后單擊“發(fā)送”來發(fā)送字符來分別控制LED。但是，如果您在一行中發(fā)送所有字符命令，它將同樣有效。嘗試在串行監(jiān)視器中輸入以下內(nèi)容，然后單擊“發(fā)送”：

x0246

現(xiàn)在，讓我們看看Arduino可以通訊的速度。將草圖中的波特率從9600更改為115200，然后再次將其上載到板。然后，在打開串行監(jiān)視器后，從下拉列表中選擇115200。

您應該發(fā)現(xiàn)一切仍然有效。高速通信通常不是必需的，因此經(jīng)常使用9600的波特率，因為許多串行外圍設備（例如GPS模塊）會將其作為默認波特率，因此這是一個標準。

請嘗試不匹配波特率-例如，使用Serial.begin（9600）并在下拉菜單中選擇57600。看到看起來像什么嗎？全部亂碼？錯了如果您在串行監(jiān)視器中收到奇怪的數(shù)據(jù)，請三遍檢查波特率并確保它們匹配！

串行監(jiān)視器也是調(diào)試行為異常的草圖的一種好方法。有時，當草圖不符合您的想法時，將Serial.println（）語句放在關鍵位置將有助于您查看發(fā)生的情況。

責任編輯：wv