串口通信

关键概念

最基础：向电脑打印信息

串口打印是 Arduino 世界的"printf 调试法"——没有屏幕时，靠它了解程序在干什么。

// 每秒打印一次计数和一句话
int count = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);          // 启动串口，波特率 9600
  Serial.println("Arduino 已启动");
}

void loop() {
  count++;
  Serial.print("第 ");      // print 不换行
  Serial.print(count);
  Serial.println(" 次循环");  // println 换行
  delay(1000);
}

UART 一个字节是怎么传的

接收电脑发来的命令

反过来，电脑也能给 Arduino 发指令。下例：在监视器输入 1 开灯、0 关灯。

// 串口收命令控制 LED：发 '1' 开、'0' 关
const int ledPin = 13;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.println("发 1 开灯，发 0 关灯");
}

void loop() {
  // 缓冲区里有数据才读
  if (Serial.available() > 0) {
    char cmd = Serial.read();   // 读一个字符

    if (cmd == '1') {
      digitalWrite(ledPin, HIGH);
      Serial.println("LED 已开");
    } else if (cmd == '0') {
      digitalWrite(ledPin, LOW);
      Serial.println("LED 已关");
    }
  }
}

读取整行命令

// 读一整行文本命令，例如输入 "led on"
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (Serial.available()) {
    // 读到换行符为止，得到一整行
    String line = Serial.readStringUntil('\n');
    line.trim();   // 去掉首尾空白和回车

    if (line == "led on") {
      digitalWrite(13, HIGH);
    } else if (line == "led off") {
      digitalWrite(13, LOW);
    } else {
      Serial.print("未知命令: ");
      Serial.println(line);
    }
  }
}

用串口绘图器看波形

把电位器接 A0，打印读数，用绘图器观察旋钮变化的曲线：

// 供串口绘图器用：只 println 纯数字
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int v = analogRead(A0);
  Serial.println(v);   // 绘图器会把它画成折线
  delay(50);

  // 多条曲线：用逗号分隔多个值
  // Serial.print(v1); Serial.print(","); Serial.println(v2);
}

软串口：接入蓝牙/GPS 等模块

Uno 的硬件串口被 USB 占着，想同时连蓝牙(如 HC-05)又想用监视器调试，就用软串口把 D10/D11 变成第二个串口。

#include <SoftwareSerial.h>

// 软串口：RX=D10, TX=D11（接蓝牙模块时交叉连：模块 TX→D10, 模块 RX→D11）
SoftwareSerial btSerial(10, 11);

void setup() {
  Serial.begin(9600);      // 硬串口：和电脑调试
  btSerial.begin(9600);    // 软串口：和蓝牙模块
  Serial.println("软串口就绪");
}

void loop() {
  // 蓝牙 → 转发到电脑监视器
  if (btSerial.available()) {
    Serial.write(btSerial.read());
  }
  // 电脑 → 转发到蓝牙
  if (Serial.available()) {
    btSerial.write(Serial.read());
  }
}