Serial Call and Response 连续呼叫与回答

这段代码是一个Arduino示例程序，用于通过串行通信与另一端（例如计算机或其他设备）进行交互。它在启动时发送一个特定的字符（ASCII字符'A'），并等待接收端的响应。一旦接收到响应，它会定期发送三个传感器的值。它适用于需要通过串行通信动态读取和发送传感器数据的场景。

/*
  Serial Call and Response
 Language: Wiring/Arduino

 This program sends an ASCII A (byte of value 65) on startup
 and repeats that until it gets some data in.
 Then it waits for a byte in the serial port, and
 sends three sensor values whenever it gets a byte in.

 Thanks to Greg Shakar and Scott Fitzgerald for the improvements

   The circuit:
 * potentiometers attached to analog inputs 0 and 1
 * pushbutton attached to digital I/O 2

 Created 26 Sept. 2005
 by Tom Igoe
 modified 24 April 2012
 by Tom Igoe and Scott Fitzgerald

 This example code is in the public domain.

 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/SerialCallResponse

 */

int firstSensor = 0;    // first analog sensor
int secondSensor = 0;   // second analog sensor
int thirdSensor = 0;    // digital sensor
int inByte = 0;         // incoming serial byte

void setup()
{
  // start serial port at 9600 bps:
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
  }

  pinMode(2, INPUT);   // digital sensor is on digital pin 2
  establishContact();  // send a byte to establish contact until receiver responds
}

void loop()
{
  // if we get a valid byte, read analog ins:
  if (Serial.available() > 0) {
    // get incoming byte:
    inByte = Serial.read();
    // read first analog input, divide by 4 to make the range 0-255:
    firstSensor = analogRead(A0) / 4;
    // delay 10ms to let the ADC recover:
    delay(10);
    // read second analog input, divide by 4 to make the range 0-255:
    secondSensor = analogRead(1) / 4;
    // read  switch, map it to 0 or 255L
    thirdSensor = map(digitalRead(2), 0, 1, 0, 255);
    // send sensor values:
    Serial.write(firstSensor);
    Serial.write(secondSensor);
    Serial.write(thirdSensor);
  }
}

void establishContact() {
  while (Serial.available() <= 0) {
    Serial.print('A');   // send a capital A
    delay(300);
  }
}

功能概述

硬件部分：

使用两个电位器分别连接到Arduino的模拟输入引脚A0和A1。
使用一个按钮连接到数字引脚2。

软件部分：

在启动时发送字符'A'，直到接收到响应。
接收到响应后，定期读取三个传感器的值并通过串行通信发送。

代码逐行解释

定义变量

int firstSensor = 0;    // 第一个模拟传感器的值
int secondSensor = 0;   // 第二个模拟传感器的值
int thirdSensor = 0;    // 数字传感器的值
int inByte = 0;         // 接收到的串行字节

firstSensor和secondSensor：存储从模拟输入引脚A0和A1读取的值。
thirdSensor：存储从数字引脚2读取的按钮状态。
inByte：存储从串行端口接收到的字节。

`setup()` 函数

void setup() {
  // 初始化串行通信，波特率为9600
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ; // 等待串行端口连接。仅对Leonardo等板子需要
  }

  pinMode(2, INPUT);   // 将数字引脚2设置为输入模式
  establishContact();  // 发送一个字节以建立连接，直到接收端响应
}

Serial.begin(9600)：初始化串行通信，设置波特率为9600。
while (!Serial)：等待串行端口连接。对于某些Arduino板子（如Leonardo），在串行端口未连接时，程序会卡在这里。
pinMode(2, INPUT)：将数字引脚2设置为输入模式，用于读取按钮状态。
establishContact()：调用establishContact()函数，发送字符'A'，直到接收端响应。

`loop()` 函数

void loop() {
  // 如果串行端口有数据可用
  if (Serial.available() > 0) {
    // 读取接收到的字节
    inByte = Serial.read();
    // 读取第一个模拟输入引脚A0的值，并将其范围调整为0到255
    firstSensor = analogRead(A0) / 4;
    delay(10);  // 延迟10毫秒，让ADC恢复
    // 读取第二个模拟输入引脚A1的值，并将其范围调整为0到255
    secondSensor = analogRead(A1) / 4;
    // 读取按钮状态，并将其映射为0或255
    thirdSensor = map(digitalRead(2), 0, 1, 0, 255);
    // 发送传感器值
    Serial.write(firstSensor);
    Serial.write(secondSensor);
    Serial.write(thirdSensor);
  }
}

if (Serial.available() > 0)：检查串行端口是否有数据可用。
Serial.read()：读取接收到的字节。
analogRead(A0) / 4和analogRead(A1) / 4：读取模拟输入引脚A0和A1的值，并将其范围调整为0到255。
map(digitalRead(2), 0, 1, 0, 255)：读取数字引脚2的按钮状态，并将其映射为0或255。
Serial.write()：将传感器值通过串行通信发送。

`establishContact()` 函数

void establishContact() {
  while (Serial.available() <= 0) {
    Serial.print('A');   // 发送一个大写字母A
    delay(300);          // 延迟300毫秒
  }
}

while (Serial.available() <= 0)：检查串行端口是否有数据可用。
Serial.print('A')：发送字符'A'。
delay(300)：延迟300毫秒，等待接收端响应。

工作原理

建立连接：在setup()函数中，初始化串行通信，并调用establishContact()函数发送字符'A'，直到接收端响应。

读取传感器值：

在loop()函数中，检查串行端口是否有数据可用。
如果有数据可用，读取三个传感器的值：
从模拟输入引脚A0和A1读取值，并将其范围调整为0到255。
从数字引脚2读取按钮状态，并将其映射为0或255。

发送传感器值：使用Serial.write()将传感器值通过串行通信发送。

示例

这段代码是一个Processing程序，用于与Arduino开发板进行串行通信，接收来自Arduino的数据，并根据这些数据动态更新Processing窗口中的图形。它与前面提到的Arduino代码配合使用，Arduino发送三个传感器的值，Processing根据这些值更新一个圆的位置和颜色。它适用于需要通过串行通信动态控制图形的场景。


// Processing sketch to run with this example:

// This example code is in the public domain.

import processing.serial.*;

int bgcolor;                 // Background color
int fgcolor;                 // Fill color
Serial myPort;                       // The serial port
int[] serialInArray = new int[3];    // Where we'll put what we receive
int serialCount = 0;                 // A count of how many bytes we receive
int xpos, ypos;                  // Starting position of the ball
boolean firstContact = false;        // Whether we've heard from the microcontroller

void setup() {
  size(256, 256);  // Stage size
  noStroke();      // No border on the next thing drawn

  // Set the starting position of the ball (middle of the stage)
  xpos = width/2;
  ypos = height/2;

  // Print a list of the serial ports for debugging purposes
  // if using Processing 2.1 or later, use Serial.printArray()
  println(Serial.list());

  // I know that the first port in the serial list on my mac
  // is always my  FTDI adaptor, so I open Serial.list()[0].
  // On Windows machines, this generally opens COM1.
  // Open whatever port is the one you're using.
  String portName = Serial.list()[0];
  myPort = new Serial(this, portName, 9600);
}

void draw() {
  background(bgcolor);
  fill(fgcolor);
  // Draw the shape
  ellipse(xpos, ypos, 20, 20);
}

void serialEvent(Serial myPort) {
  // read a byte from the serial port:
  int inByte = myPort.read();
  // if this is the first byte received, and it's an A,
  // clear the serial buffer and note that you've
  // had first contact from the microcontroller.
  // Otherwise, add the incoming byte to the array:
  if (firstContact == false) {
    if (inByte == 'A') {
      myPort.clear();          // clear the serial port buffer
      firstContact = true;     // you've had first contact from the microcontroller
      myPort.write('A');       // ask for more
    }
  }
  else {
    // Add the latest byte from the serial port to array:
    serialInArray[serialCount] = inByte;
    serialCount++;

    // If we have 3 bytes:
    if (serialCount > 2 ) {
      xpos = serialInArray[0];
      ypos = serialInArray[1];
      fgcolor = serialInArray[2];

      // print the values (for debugging purposes only):
      println(xpos + "\t" + ypos + "\t" + fgcolor);

      // Send a capital A to request new sensor readings:
      myPort.write('A');
      // Reset serialCount:
      serialCount = 0;
    }
  }
}

功能概述

硬件部分：

配合前面提到的Arduino代码，Arduino发送三个传感器的值：
第一个传感器值：控制圆的X位置。
第二个传感器值：控制圆的Y位置。
第三个传感器值：控制圆的颜色。

软件部分：

使用Processing接收来自Arduino的串行数据。
根据接收到的数据动态更新Processing窗口中的圆的位置和颜色。

代码逐行解释

导入库

import processing.serial.*;

导入Processing的串行通信库，用于与Arduino进行通信。

定义变量

int bgcolor;                 // 背景颜色
int fgcolor;                 // 填充颜色
Serial myPort;                       // 串行端口对象
int[] serialInArray = new int[3];    // 用于存储接收到的数据
int serialCount = 0;                 // 接收到的数据计数
int xpos, ypos;                  // 圆的初始位置
boolean firstContact = false;        // 是否已与Arduino建立连接

bgcolor和fgcolor：分别用于存储背景颜色和填充颜色。
myPort：用于管理串行通信的对象。
serialInArray：用于存储接收到的三个传感器值。
serialCount：用于记录接收到的数据数量。
xpos和ypos：圆的初始位置。
firstContact：布尔变量，用于标记是否已与Arduino建立连接。

`setup()` 函数

void setup() {
  size(256, 256);  // 设置窗口大小为256x256像素
  noStroke();      // 设置绘制图形时无边框

  // 设置圆的初始位置为窗口中心
  xpos = width / 2;
  ypos = height / 2;

  // 列出所有可用的串行端口
  println(Serial.list());

  // 打开第一个串行端口（索引为0），波特率为9600
  String portName = Serial.list()[0];
  myPort = new Serial(this, portName, 9600);
}

size(256, 256)：设置Processing窗口的大小为256x256像素。
noStroke()：设置绘制图形时无边框。
xpos和ypos：将圆的初始位置设置为窗口中心。
println(Serial.list())：列出所有可用的串行端口。
myPort = new Serial(this, portName, 9600)：打开第一个串行端口（索引为0），并设置波特率为9600。确保这与Arduino代码中的Serial.begin(9600)匹配。

`draw()` 函数

void draw() {
  background(bgcolor);  // 设置背景颜色
  fill(fgcolor);        // 设置填充颜色
  // 绘制圆
  ellipse(xpos, ypos, 20, 20);
}

background(bgcolor)：设置背景颜色。
fill(fgcolor)：设置填充颜色。
ellipse(xpos, ypos, 20, 20)：在位置(xpos, ypos)绘制一个直径为20的圆。

`serialEvent()` 函数

void serialEvent(Serial myPort) {
  // 从串行端口读取一个字节
  int inByte = myPort.read();

  // 如果尚未建立连接，检查是否接收到字符'A'
  if (firstContact == false) {
    if (inByte == 'A') {
      myPort.clear();          // 清空串行端口缓冲区
      firstContact = true;     // 标记已建立连接
      myPort.write('A');       // 向Arduino发送字符'A'，请求更多数据
    }
  } else {
    // 将接收到的字节存储到数组中
    serialInArray[serialCount] = inByte;
    serialCount++;

    // 如果接收到3个字节
    if (serialCount > 2) {
      xpos = serialInArray[0];  // 更新圆的X位置
      ypos = serialInArray[1];  // 更新圆的Y位置
      fgcolor = serialInArray[2];  // 更新圆的颜色

      // 打印接收到的值（仅用于调试）
      println(xpos + "\t" + ypos + "\t" + fgcolor);

      // 向Arduino发送字符'A'，请求更多数据
      myPort.write('A');
      // 重置计数器
      serialCount = 0;
    }
  }
}

myPort.read()：从串行端口读取一个字节。
if (firstContact == false)：如果尚未建立连接，检查是否接收到字符'A'。
如果接收到字符'A'，清空串行端口缓冲区，标记已建立连接，并向Arduino发送字符'A'，请求更多数据。
else：如果已建立连接，将接收到的字节存储到数组中。
每次接收到一个字节，serialCount加1。
如果接收到3个字节，更新圆的位置和颜色，并向Arduino发送字符'A'，请求更多数据。
重置serialCount，准备接收下一轮数据。

工作原理

初始化串行通信：

在setup()函数中，初始化串行通信，设置波特率为9600。
打开第一个串行端口（索引为0）。

建立连接：

在serialEvent()函数中，检查是否接收到字符'A'。
如果接收到字符'A'，清空串行端口缓冲区，标记已建立连接，并向Arduino发送字符'A'，请求更多数据。

接收和处理数据：

每次接收到一个字节，将其存储到数组中。
如果接收到3个字节，更新圆的位置和颜色，并向Arduino发送字符'A'，请求更多数据。

动态更新图形：

在draw()函数中，根据接收到的数据动态更新圆的位置和颜色。

视频讲解

BiliBili： 视睿网络-哔哩哔哩视频 (bilibili.com)

Serial Call and Response 连续呼叫与回答

功能概述

硬件部分：

软件部分：

代码逐行解释

定义变量

setup() 函数

loop() 函数

establishContact() 函数

工作原理

示例

功能概述

硬件部分：

软件部分：

代码逐行解释

导入库

定义变量

setup() 函数

draw() 函数

serialEvent() 函数

工作原理

视频讲解

`setup()` 函数

`loop()` 函数

`establishContact()` 函数

`setup()` 函数

`draw()` 函数

`serialEvent()` 函数