怎样添加使用Arduino串行监视器控制计算机上的LED的功能

概述

在本课中，您将在第4课的基础上，添加使用Arduino串行监视器控制计算机上的LED的功能。串行监视器是计算机和Arduino之间的“纽带”-它使您可以发送和接收文本消息，方便调试以及通过键盘控制Arduino！

例如，您将能够从计算机发送命令来打开LED 。

在本课程中，您将使用与第4课完全相同的部件和类似的面包板布局。因此，如果您尚未这样做，请立即按照第4课进行。

串行监视器

将以下草图上传到Arduino。稍后，我们将确切了解其工作原理。

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/*

Adafruit Arduino - Lesson 5. Serial Monitor

*/

int latchPin = 5;

int clockPin = 6;

int dataPin = 4;

byte leds = 0;

void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait untilSerial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

}

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ‘0’ && ch 《= ‘7’）

{

int led = ch - ‘0’;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ‘x’）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

void updateShiftRegister（）

{

digitalWrite（latchPin， LOW）;

shiftOut（dataPin， clockPin， LSBFIRST， leds）;

digitalWrite（latchPin， HIGH）;

} /*

Adafruit Arduino - Lesson 5. Serial Monitor

*/

int latchPin = 5;

int clockPin = 6;

int dataPin = 4;

byte leds = 0;

void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait untilSerial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

}

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ‘0’ && ch 《= ‘7’）

{

int led = ch - ‘0’;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ‘x’）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

void updateShiftRegister（）

{

digitalWrite（latchPin， LOW）;

shiftOut（dataPin， clockPin， LSBFIRST， leds）;

digitalWrite（latchPin， HIGH）;

}

将此草图上传到Arduino之后，单击Arduino IDE工具栏上最右边的按钮。该按钮在下方圈出。

将打开以下窗口。

该窗口称为“串行监视器”，它是Arduino IDE软件的一部分。它的工作是使您既可以从计算机向Arduino板发送消息（通过USB），也可以从Arduino接收消息。

消息“输入LED编号0至9或‘x’清除”是由Arduino发送的，它告诉我们可以向Arduino发送哪些命令，这些命令要么发送“ x”（关闭所有LED），要么发送您想要打开的LED数量（其中0是底部的LED，1是下一个LED，顶部是LED，最多7个LED）。

尝试在串行监视器的顶部区域中键入以下命令，并与“发送”按钮对齐。键入以下每个字符后，按‘Send’：x 0 3 5

键入x无效，如果LED指示灯已全部熄灭，但是在输入每个数字时，相应的LED指示灯应点亮，并且您将从Arduino板获得确认消息，以便串行监视器如下所示。

您可以看到，在再次输入“ x”后，我即将按发送。这样做，所有的LED都将熄灭。

如您所料， Arduino代码

该草图基于第4课中使用的草图。因此，我们将在此处介绍新内容。您会发现在Arduino IDE中引用完整的草图很有用。

首先，在“设置”功能中，最后增加了三行：

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void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait until Serial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

} void setup（）

{

pinMode（latchPin， OUTPUT）;

pinMode（dataPin， OUTPUT）;

pinMode（clockPin， OUTPUT）;

updateShiftRegister（）;

Serial.begin（9600）;

while （！ Serial）; // Wait until Serial is ready - Leonardo

Serial.println（“Enter LED Number 0 to 7 or ‘x’ to clear”）;

}

首先，我们有命令‘Serial.begin（9600）’。这将开始串行通信，以便Arduino可以通过USB连接发送命令。值9600称为连接的“波特率”。这是数据发送的速度。您可以将其更改为更高的值，但还必须将Arduio Serial监视器更改为相同的值。我们将在后面讨论，但现在将其保留在9600。

以“ while”开头的行可确保USB连接的另一端有一些东西供Arduino在开始发送消息之前与之交谈。否则，可能会发送该消息，但不会显示。仅当您使用Arduino Leonardo时，此行实际上才是必需的，因为当您打开串行监视器时，Arduino Uno会自动重置Arduino板，而Leonardo则不会。

‘设置”发出我们在串行监视器顶部看到的消息。

“循环”功能是发生所有操作的地方：

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void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ’0‘ && ch 《= ’7‘）

{

int led = ch - ’0‘;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

void loop（）

{

if （Serial.available（））

{

char ch = Serial.read（）;

if （ch 》= ’0‘ && ch 《= ’7‘）

{

int led = ch - ’0‘;

bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

}

if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

}

}

循环中发生的所有事情都包含在’if‘语句中。因此，除非对内置Arduino函数’Serial.available（）‘的调用为’true‘，否则将不会发生其他任何事情。

Serial.available（）如果数据已发送至Arduino和准备好要处理了吗？传入的消息保存在所谓的缓冲区中，如果该缓冲区不为空，则Serial.available（）返回true。

如果已接收到消息，则将其转到下一行代码：

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char ch = Serial.read（）; char ch = Serial.read（）;

这将从缓冲区中读取下一个字符，并将其从缓冲区中删除。它还将其分配给变量“ ch”。变量“ ch”的类型为“ char”，代表“字符”，顾名思义，它包含一个字符。

如果您已按照串行监视器顶部提示中的说明进行操作，则此字符可以是0到7之间的一个数字或字母’x‘。

下一行的’if‘语句通过查看’ch‘是否大于或等于来检查它是否是一个数字。等于字符“ 0”且小于或等于字符“ 7”。以这种方式比较字符看起来有些奇怪，但是完全可以接受。

每个字符都由一个唯一的数字表示，称为ASCII值。这意味着当我们使用《=和》 =比较字符时，实际上是被比较的ASCII值。

如果测试通过，则进入下一行：

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int led = ch – ’0‘; int led = ch – ’0‘;

现在，我们正在对字符进行算术运算！我们将从输入的任何数字中减去数字“ 0”。因此，如果键入’0‘，则’0‘–’0‘将等于0。如果键入’7‘，则’7‘–’0‘将等于数字7，因为实际上是正在使用的ASCII值

由于我们知道要打开的LED的数量，因此只需要在变量“ leds”中设置该位并更新移位寄存器即可。

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bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）; bitSet（leds， led）;

updateShiftRegister（）;

接下来的两行将确认消息写回到串行监视器。

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Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）; Serial.print（“Turned on LED ”）;

Serial.println（led）;

第一行使用Serial.print而不是Serial.println。两者之间的区别在于，Serial.print在打印其参数中的任何内容后都不会开始新行。我们在第一行中使用它，因为我们将消息分为两部分进行打印。首先是通用位：“打开LED”，然后是LED的编号。

LED的编号保存在“ int”变量中，而不是文本字符串。 Serial.print可以采用双引号括起来的文本字符串，也可以采用’int‘或与此相关的几乎任何类型的变量。

处理情况的’if‘语句之后，一位数字已被处理，还有第二个’if‘语句，用于检查’ch‘是否为字母’x‘。

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if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

} if （ch == ’x‘）

{

leds = 0;

updateShiftRegister（）;

Serial.println（“Cleared”）;

}

如果是，则清除所有指示灯并发送确认消息。

其他要做的事情

我们通过在每个字符后单击“发送”来发送字符来分别控制LED。但是，如果您在一行中发送所有字符命令，它将同样有效。尝试在串行监视器中输入以下内容，然后单击“发送”：

x0246

现在，让我们看看Arduino可以通讯的速度。将草图中的波特率从9600更改为115200，然后再次将其上载到板。然后，在打开串行监视器后，从下拉列表中选择115200。

您应该发现一切仍然有效。高速通信通常不是必需的，因此经常使用9600的波特率，因为许多串行外围设备（例如GPS模块）会将其作为默认波特率，因此这是一个标准。

请尝试不匹配波特率-例如，使用Serial.begin（9600）并在下拉菜单中选择57600。看到看起来像什么吗？全部乱码？错了如果您在串行监视器中收到奇怪的数据，请三遍检查波特率并确保它们匹配！

串行监视器也是调试行为异常的草图的一种好方法。有时，当草图不符合您的想法时，将Serial.println（）语句放在关键位置将有助于您查看发生的情况。

责任编辑：wv