Η πλατφόρμα Arduino δίνει τη δυνατότητα στους ανθρώπους να δημιουργούν διαφορετικά έργα. Το Arduino είναι μια φιλική προς το χρήστη πλατφόρμα με υποστήριξη για ένα ευρύ φάσμα βιβλιοθηκών, συμπεριλαμβανομένων των SoftwareSerial βιβλιοθήκη . ο SoftwareSerial βιβλιοθήκη σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια σειριακή θύρα σε οποιαδήποτε από τις ψηφιακές ακίδες στην πλακέτα Arduino.
Σε αυτό το άρθρο, θα βουτήξουμε βαθύτερα στη βιβλιοθήκη SoftwareSerial και θα εξερευνήσουμε πώς λειτουργεί.
Εισαγωγή στη Βιβλιοθήκη SoftwareSerial
ο SoftwareSerial βιβλιοθήκη είναι μια τυπική βιβλιοθήκη Arduino που επιτρέπει σειριακή επικοινωνία σε ψηφιακές ακίδες εκτός των TX και RX. Η βιβλιοθήκη επιτρέπει τη δημιουργία μιας σειριακής θύρας λογισμικού, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επικοινωνία με άλλες συσκευές, όπως άλλους μικροελεγκτές, υπολογιστές ή ακόμα και μονάδες Bluetooth. Η βιβλιοθήκη SoftwareSerial περιλαμβάνεται στο Arduino IDE και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με οποιαδήποτε πλακέτα Arduino.
Σημείωση: Γενικά, TX και RX Οι ακίδες χρησιμοποιούνται για σειριακή επικοινωνία, αλλά χρησιμοποιώντας αυτήν τη βιβλιοθήκη μπορούμε να επιτρέψουμε στην πλακέτα Arduino να χρησιμοποιήσει οποιαδήποτε από τις ψηφιακές ακίδες για να αντικαταστήσει τις ακίδες TX και RX.
Κατανόηση των λειτουργιών SoftwareSerial Library
ο SoftwareSerial βιβλιοθήκη έχει πολλές λειτουργίες που σας επιτρέπουν να ρυθμίσετε και να ελέγξετε τη σειριακή θύρα λογισμικού. Εδώ είναι μερικές από τις κύριες λειτουργίες που πρέπει να γνωρίζετε:
SoftwareSerial()
Αυτή η συνάρτηση δημιουργεί μια νέα παρουσία του SoftwareSerial τάξη. Αυτή η συνάρτηση έχει δύο ορίσματα, την καρφίτσα RX και την καρφίτσα TX. Για παράδειγμα, εάν θέλετε να δημιουργήσετε μια σειριακή θύρα λογισμικού στις ακίδες 2 και 3, θα χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο κώδικα:
SoftwareSerial mySerial ( 2 , 3 ) ; // RX, TX
ο SoftwareSerial() Η μέθοδος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας νέας παρουσίας του a SoftwareSerial αντικείμενο. Επιτρέπει τη δημιουργία πολλαπλών περιπτώσεων, ωστόσο κάθε φορά μόνο μία μπορεί να είναι ενεργή.
Σύνταξη
Η σύνταξη για το SoftwareSerial() μέθοδος είναι η εξής:
SoftwareSerial ( rxPin, txPin, αντίστροφη_λογική )
Παράμετροι
Οι παράμετροι για το SoftwareSerial() είναι
rxPin: Αυτή η παράμετρος καθορίζει το pin που θα χρησιμοποιηθεί για τη λήψη σειριακών δεδομένων.
txPin: Αυτή η παράμετρος καθορίζει τον ακροδέκτη που θα χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση σειριακών δεδομένων.
inverse_logic: Αυτή η παράμετρος είναι προαιρετική και αντιστρέφει την αίσθηση των εισερχόμενων bits. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι false, που σημαίνει ότι ένα LOW στον ακροδέκτη RX ερμηνεύεται ως 0-bit και ένα HIGH ως ένα bit 1-bit. Εάν οριστεί σε true, το LOW στον ακροδέκτη RX θα είναι πλέον 1-bit και το HIGH ως 0-bit.
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ
ο SoftwareSerial() δεν επιστρέφει τίποτα.
Λειτουργίες βιβλιοθήκης Arduino SoftwareSerial().
Arduino SoftwareSerial() έχει μια λίστα λειτουργιών για σειριακή επικοινωνία μεταξύ συσκευών. Μερικές από τις κύριες λειτουργίες συζητούνται εδώ:
αρχίζουν()
ο αρχίζουν() Η λειτουργία προετοιμάζει τη σειριακή θύρα λογισμικού με ρυθμό baud. Ο ρυθμός baud είναι η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων μέσω της σειριακής θύρας. Για παράδειγμα, για να ορίσετε το 9600 ως ρυθμό baud για σειριακή επικοινωνία, θα χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο κώδικα:
mySerial.begin ( 9600 ) ;
διαθέσιμος()
ο διαθέσιμο() στ Το unction επιστρέφει bytes διαθέσιμα για ανάγνωση στη σειριακή θύρα λογισμικού. Για παράδειγμα, για να ελέγξετε εάν υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα προς ανάγνωση, θα χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο κώδικα:
αν ( mySerial.available ( ) > 0 ) {// ανάγνωση εισαγωγή δεδομένων
char incomingByte = mySerial.read ( ) ;
}
ανάγνωση()
ο ανάγνωση() η λειτουργία διαβάζει το επόμενο byte δεδομένων από τη σειριακή θύρα λογισμικού. Για παράδειγμα, για να διαβάσετε ένα byte δεδομένων και να το εκτυπώσετε στη σειριακή οθόνη, θα χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο κώδικα:
char incomingByte = mySerial.read ( ) ;Serial.println ( εισερχόμενο Byte ) ;
γράφω()
ο γράφω() Η λειτουργία γράφει ένα byte δεδομένων στη σειριακή θύρα λογισμικού. Για παράδειγμα, για να στείλετε την επιστολή 'ΕΝΑ' πάνω από τη σειριακή θύρα λογισμικού, θα χρησιμοποιούσατε τον ακόλουθο κώδικα:
mySerial.γράψτε ( 'ΕΝΑ' ) ;
Παράδειγμα κώδικα βιβλιοθήκης Arduino SoftwareSerial().
Τώρα θα επικοινωνήσουμε μεταξύ δύο πλακών Arduino μέσω σειριακής επικοινωνίας χρησιμοποιώντας αυτήν τη βιβλιοθήκη. Πάρτε δύο πλακέτες Arduino και συνδέστε τις όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Συνδέω-συωδεομαι Δ2 της πλακέτας Master Arduino με D3 της πλακέτας Slave Arduino, συνδέστε παρόμοια D3 του Master Arduino με Δ2 του Slave Arduino.
Σημείωση: Για σειριακή επικοινωνία, το TX Η ακίδα είναι πάντα συνδεδεμένη με το RX καρφίτσα του απέναντι Arduino και το RX Η ακίδα του Master είναι πάντα συνδεδεμένη με το TX καρφίτσα του άλλου Arduino.
Ακολουθεί το υλικό και των δύο πλακών Arduino.
Ακολουθεί ένα παράδειγμα κώδικα Arduino που δείχνει πώς να χρησιμοποιήσετε το SoftwareSerial βιβλιοθήκη για να δημιουργήσετε επικοινωνία μεταξύ δύο πλακών Arduino:
Κωδικός πίνακα αποστολέα
Ο παρακάτω κωδικός είναι για τον αποστολέα Arduino που θα γράψει μια συμβολοσειρά στην πλακέτα Arduino του δέκτη.
#include// Ρύθμιση σειριακού αντικειμένου λογισμικού
SoftwareSerial mySerial ( 2 , 3 ) ;
ρύθμιση κενού ( ) {
// Ξεκινήστε τη σειριακή επικοινωνία
Serial.begin ( 9600 ) ;
ενώ ( ! Κατα συρροη ) {
; // Περίμενε Για σειριακή θύρα για σύνδεση
}
// Ξεκινήστε τη σειριακή επικοινωνία του λογισμικού
mySerial.begin ( 9600 ) ;
}
κενό βρόχο ( ) {
// Στείλτε ένα μήνυμα μέσω της σειριακής σύνδεσης λογισμικού
mySerial.println ( 'Γεια σου, πλακέτα δέκτη!' ) ;
καθυστέρηση ( 1000 ) ;
}
Κωδικός πίνακα δέκτη
Ο παρακάτω κωδικός είναι για την πλακέτα Receiver. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον κωδικό, το Arduino θα λάβει τη συμβολοσειρά από μια άλλη πλακέτα μέσω σειριακής επικοινωνίας που δημιουργείται μεταξύ δύο πλακών Arduino.
#include// Ρύθμιση σειριακού αντικειμένου λογισμικού
SoftwareSerial mySerial ( 2 , 3 ) ;
ρύθμιση κενού ( ) {
// Ξεκινήστε τη σειριακή επικοινωνία
Serial.begin ( 9600 ) ;
ενώ ( ! Κατα συρροη ) {
; // Περίμενε Για σειριακή θύρα για σύνδεση
}
// Ξεκινήστε τη σειριακή επικοινωνία του λογισμικού
mySerial.begin ( 9600 ) ;
}
κενό βρόχο ( ) {
// Ελεγχος αν δεδομένα είναι διαθέσιμα στη σειριακή σύνδεση λογισμικού
αν ( mySerial.available ( ) ) {
// Διαβάστε τα δεδομένα και εκτυπώστε τα στη σειριακή οθόνη
Serial.println ( mySerial.readString ( ) ) ;
}
}
Σε αυτό το παράδειγμα, πρώτα συμπεριλαμβάνουμε το SoftwareSerial βιβλιοθήκη στην αρχή του κώδικα. Στη συνέχεια, δημιουργούμε ένα SoftwareSerial αντικείμενο που ονομάζεται ' mySerial ” με τις ακίδες 2 και 3 που καθορίζονται ως καρφίτσες RX και TX, αντίστοιχα.
Στο εγκατάσταση () λειτουργία, ξεκινάμε τόσο τη σειριακή επικοινωνία υλικού όσο και τη σειριακή επικοινωνία λογισμικού με ρυθμό baud 9600. Στο βρόχος() λειτουργία της πλακέτας αποστολέα, στέλνουμε ένα μήνυμα μέσω της σειριακής σύνδεσης λογισμικού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο mySerial.println() και περιμένουμε για ένα δευτερόλεπτο πριν στείλουμε το επόμενο μήνυμα.
Στη συνάρτηση loop() της πλακέτας του δέκτη, ο κώδικας θα ελέγξει τη διαθεσιμότητα σειριακών δεδομένων στη σειριακή σύνδεση λογισμικού χρησιμοποιώντας mySerial.available() μέθοδος. Εάν υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα, διαβάζουμε τα δεδομένα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο mySerial.readString() και τα εκτυπώνουμε στη σειριακή οθόνη χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Serial.println().
Περιορισμοί της Βιβλιοθήκης SoftwareSerial().
ο SoftwareSerial βιβλιοθήκη έχει πολλά διαφορετικά πλεονεκτήματα αλλά έχει και ορισμένους περιορισμούς που πρέπει να γνωρίζουν οι χρήστες. Αυτοί οι περιορισμοί περιλαμβάνουν
- Αδυναμία μεταφοράς και λήψης δεδομένων ταυτόχρονα.
- Όταν χρησιμοποιείτε πολλές σειριακές θύρες λογισμικού, μόνο μία θύρα μπορεί να λάβει δεδομένα ταυτόχρονα.
- Οι σειριακές θύρες που βασίζονται σε λογισμικό που δημιουργούνται με αυτήν τη βιβλιοθήκη λειτουργούν με χαμηλότερους ρυθμούς baud και δεν είναι τόσο αξιόπιστες όσο οι σειριακές θύρες που βασίζονται σε υλικό.
- Ορισμένες ακίδες στις πλακέτες Mega και Mega 2560 δεν υποστηρίζουν διακοπές αλλαγής για το RX, περιορίζοντας ποιες ακίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν.
- Ομοίως, στις πλακέτες Leonardo και Micro, μόνο ορισμένες ακίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για RX λόγω έλλειψης διακοπών αλλαγής.
- Η μέγιστη ταχύτητα RX στις πλακέτες Arduino ή Genuino 101 είναι 57600 bps.
- Το RX δεν λειτουργεί σε ψηφιακό pin 13 των πλακών Arduino ή Genuino 101.
| Σανίδα | Καρφίτσες RX |
| Mega & Mega 2560 | 10, 11, 12, 13, 14, 15, 50, 51, 52, 53, A8 (62), A9 (63), A10 (64), A11 (65), A12 (66), A13 (67), Α14 (68), Α15 (69).
|
| Leonardo & Mic | 8, 9, 10, 11, 14 (MISO), 15 (SCK), 16 (MOSI). |
συμπέρασμα
ο SoftwareSerial βιβλιοθήκη στο Arduino είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την επικοινωνία με συσκευές που χρησιμοποιούν σειριακά πρωτόκολλα επικοινωνίας. Επιτρέπει στους προγραμματιστές να δημιουργούν σειριακές θύρες βασισμένες σε λογισμικό που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με σειριακές θύρες που βασίζονται σε υλικό. Αυτή η βιβλιοθήκη έχει ορισμένους περιορισμούς καθώς δεν επιτρέπει την ταυτόχρονη μεταφορά δεδομένων. Για περισσότερες λεπτομέρειες διαβάστε το παραπάνω άρθρο.