Arduino 通信

已经定义了数百个通信协议来实现这种数据交换。 每个协议可以分为两种类型之一:并行或串行。

并行通信

通过输入/输出端口在Arduino和外设之间进行并行连接是较短距离(最多几米)的理想解决方案。 然而，在其他情况下，当需要在两个设备之间建立较长距离的通信时，不可能使用并行连接。 并行接口同时传输多个位。 它们通常需要数据总线 - 通过八条，十六条或更多的线路进行传输。 数据在巨大的，崩溃的1和0的波传输。

并行通信的优点和缺点

并行通信肯定有其优势。 它比串行，直接和相对容易实现更快。 然而，它需要许多输入/输出(I / O)端口和线路。 如果你不得不将一个项目从一个基本的Arduino Uno移动到一个Mega，你知道一个微处理器上的I / O线可能是宝贵的，很少。 因此，我们更喜欢串行通信，牺牲针脚空间的潜在速度。

串行通信模块

今天，大多数Arduino板都是用几种不同的串行通信系统作为标准设备。

使用这些系统中的哪一个取决于以下因素:

• 微控制器有多少个器件与数据交换？
• 数据交换有多快？
• 这些设备之间的距离是多少？
• 是否有必要同时发送和接收数据？

有关串行通信的最重要的事情之一是协议，应该严格遵守。 它是一组规则，必须应用这些规则，使得设备可以正确地解释它们相互交换的数据。 幸运的是，Arduino自动处理这一点，使程序员/用户的工作减少到简单的写(要发送的数据)和读(接收的数据)。

串行通信类型

串行通信可以进一步分类为 -

• 同步 - 同步的设备使用相同的时钟，它们的时序彼此同步。

• 异步 - 异步设备具有自己的时钟，并由前一状态的输出触发。

很容易找出设备是否同步。 如果给所有连接的设备提供相同的时钟，则它们是同步的。 如果没有时钟线，它是异步的。

例如，UART(通用异步收发器)模块是异步的。

异步串行协议有一些内置的规则。 这些规则只是帮助确保稳健且无错误的数据传输的机制。 这些机制，我们得到避免外部时钟信号，是 -

• Synchronization bits 同步位
• Data bits 数据位
• Parity bits 奇偶校验位
• Baud rate 波特率

同步位

同步位是与每个数据包一起传送的两个或三个特殊位。 它们是起始位和停止位。 正确的名称，这些位分别标记数据包的开始和结束。

始终只有一个起始位，但停止位的数量可以配置为一个或两个（尽管通常保持为1）。

起始位始终由从1到0的空闲数据线指示，而停止位将通过将线保持在1处而转换回空闲状态。

数据位

每个分组中的数据量可以设置为从5到9位的任何大小。 当然，标准数据大小是你的基本8位字节，但其他大小有它们的用途。 7位数据包可以比8更有效，特别是如果你只是传输7位ASCII字符。

奇偶位

用户可以选择是否应该有奇偶校验位，如果是，则奇偶校验应该是奇数还是偶数。 如果数据位中的1的数目是偶数，则奇偶校验位为0。 奇数的平等恰恰相反。

波特率

术语波特率用于表示每秒传输的位数[bps]。 注意，它是指位，而不是字节。 协议通常要求每个字节与几个控制位一起传输。 这意味着串行数据流中的一个字节可以包括11个比特。 例如，如果波特率为300bps，则每秒可以传输最大37字节和最小27字节。

Arduino UART

以下代码将使Arduino在启动时发送hello world。

void setup() {
   Serial.begin(9600); //set up serial library baud rate to 9600
   Serial.println("hello world"); //print hello world
}
 
void loop() {
 
}

将Arduino草图上传到Arduino后，在Arduino IDE的右上部分打开串行监视器<img class="“inline" src"="" attachments="" tuploads="" arduino="" search.jpg="">。

在串行监视器的顶部框中键入任何内容，然后按键盘上的发送或输入。 这将发送一系列字节到Arduino。

以下代码返回它作为输入接收的任何内容。

以下代码将使Arduino根据提供的输入提供输出。

void setup() {
   Serial.begin(9600); //set up serial library baud rate to 9600
}
 
void loop() {
   if(Serial.available()) //if number of bytes (characters) available for reading from { 
      serial port
      Serial.print("I received:"); //print I received
      Serial.write(Serial.read()); //send what you read
   }
}

请注意， Serial.print 和 Serial.println 将发回实际的ASCII代码，而 Serial.write 将返回实际的文本。 有关详细信息，请参阅ASCII代码。

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