Монитор порта ардуино данные

  • Уроки
  • Базовые уроки Arduino
  • Монитор порта, отладка

Монитор порта

Как мы с вами знаем из урока “О платформе“, на платах Ардуино стоит USB-TTL конвертер, позволяющий микроконтроллеру в текстовом режиме “консоли” общаться с компьютером по последовательному интерфейсу, Serial. На компьютере создаётся виртуальный COM порт, к которому можно подключиться при помощи программ-терминалов порта, и принимать-отправлять текстовые данные. Через этот же порт загружается прошивка, т.к. поддержка Serial является встроенной в микроконтроллер на “железном” уровне, и USB-TTL преобразователь подключен именно к этим выводам микроконтроллера. На плате Arduino Nano это кстати пины D0 и D1.

К этим же пинам можно подключаться при помощи отдельных плат “программаторов”, например на чипах CP2102 или том же CH340 с целью загрузки прошивки или просто общения с платой.

В самой Arduino IDE тоже есть встроенная “консоль” – монитор порта, кнопка с иконкой лупы в правом верхнем углу программы. Нажав на эту кнопку мы откроем сам монитор порта, в котором будут настройки:

Если с отправкой, автопрокруткой, отметками времени и кнопкой “очистить вывод” всё понятно, то конец строки и скорость мы рассмотрим подробнее:

  • Конец строки: тут есть несколько вариантов на выбор, чуть позже вы поймёте, на что они влияют. Лучше поставить нет конца строки, так как это позволит избежать непонятных ошибок на первых этапах знакомства с Ардуино.
  • Нет конца строки – никаких дополнительных символов в конце введённых символов после нажатия на кнопку отправка/Enter
  • NL – символ переноса строки в конце отправленных данных
  • CR – символ возврата каретки в конце отправленных данных
  • NL+CR – и то и то
  • Скорость – тут на выбор нам даётся целый список скоростей, т.к. общение по Serial может осуществляться на разных скоростях, измеряемых в бод (baud), и если скорости приёма и отправки не совпадают – данные будут получены некорректно. По умолчанию скорость стоит 9600, её и оставим.
  • Очистить вывод – тут всё понятно, очищает вывод
  • Объект Serial

    Начнём знакомство с одной из самых полезных штук Arduino-разработчика – Serial. Serial это объект класса Stream, позволяющий как просто принимать/отправлять данные через последовательный порт, так и наследует из класса Stream кучу интересных возможностей и фишек, давайте сразу их все рассмотрим, а потом перейдём к конкретным примерам.

    Запустить связь по Serial на скорости speed (baud rate, бит в секунду). Скорость можно поставить любую, но есть несколько “стандартных”. Список скоростей для монитора порта Arduino IDE:

    • 300
    • 1200
    • 2400
    • 4800
    • 9600 чаще всего используется, можно назвать стандартной для большинства устройств с связью через TTL
    • 19200
    • 38400
    • 57600
    • 115200 тоже часто встречается
    • 230400
    • 250000
    • 500000
    • 1000000
    • 2000000
    Читайте также:  Лучшие обои для iphone

    Отправляет в порт значение val – число или строку. В отличие от write выводит именно символы, т.е. отправив 88 вы получите 88: Serial.print(88); выведет 88. Также метод print/println имеет несколько настроек для разных данных, что делает его очень удобным инструментом отладки:

    format позволяет настраивать вывод данных: BIN, OCT, DEC, HEX выведут число в соответствующей системе исчисления, а цифра после вывода float позволяет настраивать выводимое количество знаков после точки

    Полный аналог print(), но автоматически переводит строку после вывода. Позволяет также вызываться без аргументов (с пустыми скобками) просто для перевода строки

    Читает данные из буфера и ищет набор символов target (тип char), опционально можно указать длину length. Возвращает true, если находит указанные символы. Ожидает передачу по таймауту

    Плоттер

    Помимо монитора последовательного порта, в Arduino IDE есть плоттер – построитель графиков в реальном времени по данным из последовательного порта. Достаточно отправить значение при помощи команды Serial.println(значение) и открыть плоттер по последовательному соединению, например построим график значения с аналогового пина A0:

    Плоттер поддерживает несколько линий графиков одновременно, для их отображения нужно соблюдать следующий протокол отправки данных:

    Давайте выведем несколько случайных величин:

    Вывод значений происходит каждые 10 миллисекунд, а каждые 300 миллисекунд значения обновляются. Получаем вот такой график:

    Использование пинов

    Как я писал выше, аппаратный Serial имеет выводы на ноги микроконтроллера, для Nano/Uno/Mini это выводы D0 и D1. Можно ли работать с этими пинами, как с обычными цифровыми пинами? При отключенном Serial – можно, при включенном – нет. После вызова Serial.begin() ноги перестают функционировать как цифровые пины в ручном режиме, но после вызова Serial.end() можно снова ими пользоваться!

    Отправка и парсинг

    Рассмотрим самый классический пример для всех языков программирования: Hello World!

    Отправка данных в порт не должна вызывать трудностей и вопросов, потому что всё понятно/очевидно, да и чуть выше в описании метода print мы рассмотрели все варианты вывода. Отправка в порт позволяет узнать значение переменной в нужном месте программы, этот процесс называется отладка. Когда код работает не так, как нужно, начинаем смотреть, где какие переменные какие значения принимают. Или выводим текст из разных мест программы, чтобы наблюдать за правильностью (порядком) её работы. Давайте вспомним урок циклы и массивы и выведем в порт массив:

    Вывод: 0 50 68 85 15 214 63 254 – элементы массива, разделённые пробелами!

    Проблемы возникают при попытке принять данные в порт. Дело в том, что метод read() читает один символ, даже если вы отправите длинное число – программа получит его по одной цифре, и составлять число из цифр придётся вручную. Проблема усугубляется тем, что read() читает именно символ, то есть код символа в таблице ASCII.

    Посмотрим вот такой пример, в котором в порт отправляются принятые в него данные (так называемое эхо):

    Так как же принять именно цифру? Есть хитрость – вычитать из полученного кода символа код цифры 0, либо сам 0 в виде символа: ‘0’

    Также для принятия одиночных чисел у нас есть готовый метод – parseInt/parseFloat – для целочисленных и рациональных чисел соответственно. Процесс приёма и расшифровки данных называется парсинг (parsing). Давайте примем в порт число 1234, используя готовый метод парсинга.

    Читайте также:  Лучшие телефоны для бабушек

    Итак, мы используем конструкцию if (Serial.available()) <> чтобы опрашивать порт только в том случае, если в него что-то пришло. Отправив в порт число 1234 мы получим ответ ОК, отправив любое другое – error. Также вы заметите, что после отправки проходит секунда, прежде чем плата ответит. Эта секунда спрятана внутри метода parseInt, программа ждёт секунду после принятия данных, чтобы все данные успели прийти. Секунда это очень много, достаточно было ждать, скажем, 50 миллисекунд. Это можно сделать при помощи метода setTimeout.

    Теперь после отправки цифры программа будет ждать всего 50 мс, и сразу же вам ответит.

    В реальном устройстве часто требуется передавать несколько параметров, например у нас Bluetooth танк. Мы ему должны отправить например скорость правой гусеницы, скорость левой гусеницы, положение башни, состояние подсветки, команду на выстрел… Да что угодно. Как быть в таком случае? Тут начинается настоящий парсинг, и появляются варианты, нам придётся придумывать собственный протокол связи.

    Есть два базовых варианта: отправка пакета всех-всех данных и его парсинг, или отправка отдельно каждого параметра с уникальным “ключом” у каждого. Как это понимать: суть первого варианта состоит в принятии пакета данных, которые разделены разделителем. Также правильно будет выделить начало и конец посылки. Пример: $120 80 180 1; – начальный символ $, разделитель ” ” (пробел) и завершающий символ ; . Наличие начального и завершающего символа повышает скорость работы и помехозащищённость связи. Второй вариант – посылки вида MOT1_120, содержащие ключ и значение, соответствующее этому ключу.

    Как реализовать данные способы парсинга я очень подробно разбирал в примерах в сборнике полезных алгоритмов Arduino, раздел “Работа с Serial”. Но давайте я оставлю их также и здесь, пользуйтесь!

    Монитор последовательного порта Ардуино ► встроен в среду Arduino IDE и служит для связи компьютера с контроллером. Рассмотрим, команды для работы с утилитой.

    Монитор порта Ардуино – это утилита, встроенная в среду программирования Arduino IDE и служит она для связи компьютера с контроллером. С помощью монитора последовательного порта производится отладка прошивки микроконтроллера, получение информации о работе программы и отправка команд к микроконтроллеру по USB. Рассмотрим, как работать с утилитой: выбор скорости обмена информацией, команды в скетче для вывода текста и переменных на Serial Monitor Arduino IDE.

    Как включить Serial Monitor Arduino

    Утилита состоит из окна, разбитого на три части. В верхней части находится поле ввода, где можно с компьютера отправлять данные в последовательный порт. В центре отображаются данные, полученные из последовательного порта. В нижней части окна — меню настроек. Монитор порта Arduino может работать с одним последовательным портом, чтобы не было ошибки при загрузке скетча и открытии Serial Monitor, необходимо выбрать COM порт на котором определилась плата Arduino UNO.

    Для открытия утилиты необходимо нажать на иконку в верхнем правом углу Arduino IDE, использовать комбинацию клавиш Ctrl+Shift+M или выбрать в панели меню: Сервис -> Монитор порта. По умолчанию в Serial Monitor для Ардуино установлена скорость передачи данных 9600 бит в секунду, поэтому во многих скетчах используется такая скорость. Если скорость передачи данных в скетче и в настройках монитора порта будут разные, то вся информация будет отображаться в виде иероглифов.

    Читайте также:  Мегабайт меньше чем гигабайт

    Как включить монитор порта ардуино: команды, скетч

    Прием и отправка текста на монитор порта

      Для работы с утилитой, используют следующие команды:
  • Serial.begin(); — команда запускает последовательный порт
  • Serial.end(); — останавливает и очищает последовательный порт
  • Serial.print(); — отправляет данные в последовательный порт
  • Serial.println(); — отправляет данные с переносом строки
  • Serial.read(); — принимает данные из последовательного порта
  • Serial.parseInt(); — чтение больших чисел из монитора порта
  • Пример 1. Команды для вывода текста

    Пример 2. Команды с переносом строки

    Пример 3. Вывод переменных на монитор порта

    Для вывода сообщений на мониторе порта можно использовать табуляцию и перенос строк для оформления, чтобы сделать информацию удобной для восприятия.

    Монитор последовательного порта Ардуино ► встроен в среду Arduino IDE и служит для связи компьютера с контроллером. Рассмотрим, команды для работы с утилитой.

    Монитор порта Ардуино – это утилита, встроенная в среду программирования Arduino IDE и служит она для связи компьютера с контроллером. С помощью монитора последовательного порта производится отладка прошивки микроконтроллера, получение информации о работе программы и отправка команд к микроконтроллеру по USB. Рассмотрим, как работать с утилитой: выбор скорости обмена информацией, команды в скетче для вывода текста и переменных на Serial Monitor Arduino IDE.

    Как включить Serial Monitor Arduino

    Утилита состоит из окна, разбитого на три части. В верхней части находится поле ввода, где можно с компьютера отправлять данные в последовательный порт. В центре отображаются данные, полученные из последовательного порта. В нижней части окна — меню настроек. Монитор порта Arduino может работать с одним последовательным портом, чтобы не было ошибки при загрузке скетча и открытии Serial Monitor, необходимо выбрать COM порт на котором определилась плата Arduino UNO.

    Для открытия утилиты необходимо нажать на иконку в верхнем правом углу Arduino IDE, использовать комбинацию клавиш Ctrl+Shift+M или выбрать в панели меню: Сервис -> Монитор порта. По умолчанию в Serial Monitor для Ардуино установлена скорость передачи данных 9600 бит в секунду, поэтому во многих скетчах используется такая скорость. Если скорость передачи данных в скетче и в настройках монитора порта будут разные, то вся информация будет отображаться в виде иероглифов.

    Как включить монитор порта ардуино: команды, скетч

    Прием и отправка текста на монитор порта

      Для работы с утилитой, используют следующие команды:
  • Serial.begin(); — команда запускает последовательный порт
  • Serial.end(); — останавливает и очищает последовательный порт
  • Serial.print(); — отправляет данные в последовательный порт
  • Serial.println(); — отправляет данные с переносом строки
  • Serial.read(); — принимает данные из последовательного порта
  • Serial.parseInt(); — чтение больших чисел из монитора порта
  • Пример 1. Команды для вывода текста

    Пример 2. Команды с переносом строки

    Пример 3. Вывод переменных на монитор порта

    Для вывода сообщений на мониторе порта можно использовать табуляцию и перенос строк для оформления, чтобы сделать информацию удобной для восприятия.

    Читайте также:

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Adblock detector