Управление Arduino с компьютера по UART

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) – это один из самых популярных протоколов серийной связи в встроенных микроконтроллерах. В Arduino обычно используется модуль UART для серийной связи с ПК через конвертер USB-TTL, чтобы выводить серийные сообщения на серийный монитор.

UART работает, преобразуя данные в пакеты для отправки или восстанавливая данные из полученных пакетов. Перед тем как устройство UART может отправить данные, передающее устройство преобразует байты данных в биты. После преобразования данных в биты, устройство UART затем разделяет их на пакеты для передачи.

Для отправки команд с клавиатуры на Arduino через UART, мы будем использовать функции класса Serial в Arduino. Вот несколько основных функций, которые могут нам понадобиться:

• Serial.begin(baudRate): Инициализирует серийную связь с заданной скоростью передачи (baud rate). Обычные скорости передачи включают 1200, 2400, 4800, 19200, 38400, 57600 и 115200.
• Serial.available(): Возвращает количество байт, доступных для чтения из буфера последовательного ввода. Обычно используется вместе с функцией Serial.read() для проверки наличия входящих данных перед чтением.
• Serial.read(): Читает один байт входящих данных из буфера ввода UART. Возвращает первый байт, доступный для чтения, в виде целочисленного значения.
• Serial.readStringUntil(stop): Читает символы из буфера последовательного порта в строку до тех пор, пока не встретит указанный символ.
• Serial.print(val): Отправляет данные в виде текста через интерфейс UART. Принимает различные типы данных, такие как целые числа, числа с плавающей точкой, строки и символы.
• Serial.println(val): Подобно функции Serial.print(), но добавляет символ новой строки конец передаваемых данных. Это полезно для вывода каждого сообщения на новой строке, что обеспечивает более четкий вывод при чтении из последовательного монитора.
• Serial.write(val): Записывает двоичные данные в последовательный порт. Эти данные отправляются как один байт или как серия байт.

Подключите светодиоды к Arduino, следуя схема, представленной выше. Обратите внимание, что каждый светодиод должен иметь свой собственный резистор в цепи, чтобы ограничить ток, проходящий через светодиод, и предотвратить его перегрев. Обычно резисторы для светодиодов выбираются в диапазоне от 220 Ом до 1 кОм. Также стоит отметить, что пины 0 и 1 повторяют сигналы RX и TX, поэтому их необходимо оставить неподключенными.

Создаем массив led_pins, который содержит номера пинов, к которым подключены светодиоды.

В функции setup() мы устанавливаем все пины светодиодов как выходные, используя функцию pinMode(). Затем мы начинаем серийное соединение с скоростью 9600 бод, используя функцию Serial.begin(). Наконец, мы выводим сообщение, которое объясняет, как управлять светодиодами через серийный порт.

В функции loop() мы проверяем, есть ли доступные данные в серийном порту. Если данные доступны, мы читаем строку до символа новой строки, находя позицию знака равно, извлекаем номер светодиода и преобразуем его в число, извлекаем состояние светодиода и переключаем светодиод.

В функции toggle_led() мы определяем состояние светодиода на основе входной строки. Если состояние “on”, то состояние светодиода устанавливается в HIGH, иначе – в LOW. Если состояние не является “on” или “off”, выводим ошибку.

Затем мы проверяем, что номер светодиода находится в допустимом диапазоне. Если это не так, выводим ошибку.

Переключаем светодиод на основе полученного состояния.

В заключение, управление Arduino через клавиатуру с помощью UART открывает новые возможности для создания интерфейсов и сценариев. Это позволяет управлять подключенными к плате устройствами или активировать различные функции, что делает Arduino доступной и понятной платформой для широкого круга пользователей.