項目1任務3-ESP32的串口功能

2相關知識34任務小結與練習1任務實施任務引入與目標ESP32的串口功能一、任務引入與目標任務目標任務3將學習ESP32的串口功能和相關方法,并利用串口打印和讀取串口數(shù)據(jù)的方法,編寫一個工程,測試數(shù)據(jù)接收功能。任務引入任務2為ESP32編寫了簡單的LED控制程序,容易觀察結果是否正確。如果是比較復雜的程序,當運行有問題時,該怎樣調(diào)試呢?這就需要用到串口的打印輸出功能,可以將程序運行過程的一些狀態(tài)打印出來。當然串口還有數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)輸入的功能,都是比較常用的。二、相關知識Arduino中UART協(xié)議在Arduino中,串行通信協(xié)議是一種常見的通信方式,通過一個或多個串口連接兩個或多個設備。串行通信協(xié)議可以使用不同的協(xié)議和格式,最常見的是UART(通用異步收發(fā)器)協(xié)議。UART協(xié)議使用兩個引腳進行通信:TX(發(fā)送)和RX(接收)。當設備1向設備2發(fā)送數(shù)據(jù)時,它將數(shù)據(jù)寫入TX引腳,并且設備2會從其對應的RX引腳讀取數(shù)據(jù)。這種通信通常是基于字節(jié)的,即一個字節(jié)一個字節(jié)地發(fā)送和接收。每個字節(jié)都由一個起始位、一個或多個數(shù)據(jù)位、一個可選的奇偶校驗位和一個或多個停止位組成。在Arduino中,串口通信通常使用Serial庫來實現(xiàn)。需要注意的是,在進行串行通信時,需要確保發(fā)送和接收端的波特率(數(shù)據(jù)傳輸速率)是相同的,否則可能會導致通信失敗。波特率可以在初始化串口對象時設置。二、相關知識ESP32的串口ESP32共有3個UART端口,其中UART1用于Flash讀/寫,見表1-1。UART0在Arduino程序中的對象名是Serial,UART2在Arduino程序中的對象名是Serial2,對應的發(fā)送和接收引腳見表11。比較方便的安排是:用Serial進行打印調(diào)試,用Serial2與其他設備進行串口通信。串口名Arduino名TXRXUART0Serialpin1pin3UART1Serial1pin10pin9UART2Serial2pin17pin16圖1-10Arduino中的示例Blink三、任務實施實施設備部署了Arduino開發(fā)環(huán)境的計算機。實施過程1.下載示例StringToInt程序如下:StringinString="";//stringtoholdinputvoidsetup(){//Openserialcommunicationsandwaitforporttoopen:Serial.begin(9600);while(!Serial){;//waitforserialporttoconnect.NeededfornativeUSBportonly}//sendanintro:Serial.println("\n\nStringtoInt():");Serial.println();}voidloop(){//Readserialinput:while(Serial.available()>0){intinChar=Serial.read();if(isDigit(inChar)){//converttheincomingbytetoacharandaddittothestring:inString+=(char)inChar;}三、任務實施//ifyougetanewline,printthestring,thenthestrings'value:if(inChar==\'n'){Serial.print("Value:");Serial.println(inString.toInt());Serial.print("String:");Serial.println(inString);//clearthestringfornewinput:inString="";}}}在setup初始化函數(shù)中,調(diào)用Serial對象的begin方法設置波特率為9600,注意與之連接的另一個設備的波特率要求一致。在loop循環(huán)函數(shù)中,調(diào)用Serial對象的available方法判斷是否收到串口數(shù)據(jù),是的話就讀取數(shù)據(jù)。Serial對象的read方法每次只讀一個字符(字節(jié)),通過While循環(huán)將串口緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)全部讀取,將其中滿足數(shù)字格式的字符(如“2”)拼接為字符串inString。如果遇到結束符(換行符),則調(diào)用Serial的print和println方法打印調(diào)試信息。三、任務實施2.運行效果下載程序后,打開串口監(jiān)視器,波特率設為9600,效果如圖1-13所示。圖1-13數(shù)據(jù)收發(fā)工作效果從電腦發(fā)送字符串"12"到ESP32的Serial串口,ESP32將接收的字符串轉為數(shù)字后按照格式"Value:12"發(fā)送給電腦。如果電腦發(fā)送的字符串中不包含數(shù)字部分,則功能不能實現(xiàn)。四、任務小結與練