Чтение данных из последовательного порта. Урок 6. Ардуино

Привет! Сегодня еще один урок. Мы уже рассмотрели много разных ситуаций работы с ардуино. И в одном из предыдущих уроков научились записывать данные из программы в последовательный порт, чтобы следить за выполнением программы. Теперь рассмотрим чтение данных из последовательного порта, чтобы управлять программой и схемой с его помощью.

Зачем это может понадобиться? Конечно, для управления вашим устройством через компьютер или любое другое подключенное устройство ввода, которое поддерживает передачу данных через COM порт.

Статью про запись данных в последовательный порт для отладки программы, вы можете найти по ссылке ниже. Пожалуйста, посмотрите ее, если пропустили или уже забыли о чем речь.

Последовательный порт. Урок 5. Ардуино

В этой статье рассмотрим методы объекта Serial, их использование и примеры кода для реализации программ. Также соберем простую схему с сервоприводом и будем управлять ей с помощью монитора последовательного порта в ардуино ide.

Мы уже делали схему управления сервоприводом с помощью потенциометра, в одном из предыдущих уроков. Пожалуйста, посмотрите его, если пропустили.

Cервопривод. Датчики. Ардуино

Для выполнения этого урока нам понадобятся

• Ардуино UNO
• Макетная плата
• Перемычки
• Сервопривод
• Блок батареек
• Кабель USB

Serial.read()

Команды Serial.print() и Serial.println() мы уже знаем. Они записывают данные в последовательный порт. Команда для чтения данных, как не трудно догадаться — Serial.read().

Эта функция считывает и возвращает байт информации из буфера последовательного порта.

Если никакой информации нет, то возвращает -1.

Тип данных будет int.

Хитрость этой функции, с которой обязательно придется столкнуться в том, что она считывает именно байт информации и представляет его в виде кода символа из таблицы ASCII. Это значит, если вы введете слово из 5 букв, то каждый символ будет считан отдельно и его код из таблицы будет выведен в монитор последовательно. Например, код символа 0 — это 48, А код символа F — это 70. Причем только в десятичной системе счисления. Естественно, с символами Кириллицы все еще сложнее.

Попробуем загрузить в ардуино несколько примеров.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}
void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
        Serial.println(Serial.read(), DEC);
    }
}

// 1 - 49 // a - 97 // F - 70 // ] - 93

Serial.available()

Эта функция получает доступную для чтения из последовательного порта информацию. Максимум в буфере может быть до 64 байт. Эта те данные, которые записаны в порт и ожидают чтения. Следовательно, это удобно использовать для проверки последовательного порта на готовность к чтению. Если функция возвращает состояние отличное от 0, значит можно получить данные из порта. Попробуйте загрузить такой скетч в ардуино и проверить монитор порта.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}
void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
        Serial.println(Serial.read(), DEC);
    } else {
    	Serial.println("Ожидаем данные");
    }
}

Serial.readString()

Считывает из буфера символы, формирует из них строку типа String и выводит ее. С такой функцией уже можно принимать в программу целые команды. Хотя их еще нужно специальным образом обработать. Но в нашей программе будем использовать именно эту функцию.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}
void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
       String str = Serial.readString();
       Serial.println(str);
    }
}

Serial.parseInt()

Эта функция ищет целое число во входном потоке. Если число не было введено, выведет 0. Если ввести строку знаков, в которой будут числа, выведет только числа.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}
void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
      	x = Serial.parseInt();
      	Serial.println(x);
    }
}

//sfdfsdf - 0 //sdfdf34 - 34 // dsf3df3 - 3 \n 3

Программа

Ок. Давайте попробуем собрать схему и написать программу управления сервоприводом на основе данных вводимых в последовательный порт.

Программа будет принимать данные из порта, анализировать их, и если данные подходят для сервопривода отправлять на привод угол для перемещения вала.

В простейшем варианте такой программы используем функцию Serial.parseInt() чтобы получить только цифру и установить ее на сервопривод. Не забудьте ограничить максимальное и минимальное значение переменной функцией constrain().

void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
      
      	x = Serial.parseInt();
      	x = constrain(x, 0, 180);
      	Serial.println(x);
      	
      	myservo.write(x);
    }
}

Но, что если мы хотим принимать не только числовые данные, но и обрабатывать строковые команды. Тогда необходимо принимать все символы и обрабатывать их. Воспользуемся функцией Serial.readString(), чтобы организовать чтение данных из последовательного порта.

Затем сравним строку с несколькими значениями, которые уже будут внесены в программу. Если ни одна текстовая команда не подойдет, попробуем преобразовать строку в число и передать на сервомотор.

Полный текст программы

#include <Servo.h>

Servo myservo;
int pos=0;
String str;

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    myservo.attach(9);
}
void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
      
      str = Serial.readString();
  
      if (str == "one"){pos = 1;}else
      if (str == "ten"){pos = 10;}else
      if (str == "ninety"){pos = 90;}else{
        pos = str.toInt();
      }

      pos = constrain(pos, 0, 180);
      pos = str.toInt();
      Serial.println(str);
    }
    myservo.write(pos);
}

Заключение

Теперь мы можем использовать последовательный порт на ардуино для передачи команд на устройство и управления оборудованием от него. В следующих уроках и проектах мы будем использовать эти полезные функции.