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文件名称:Arduino 系列:Arduino Leonardo (基于 ATmega32U4)_(10).Arduino Leonardo串行通信.docx
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更新时间:2025-06-27
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ArduinoLeonardo串行通信

串行通信基础

串行通信是一种数据传输方式,其中数据按位顺序传输。与并行通信相比,串行通信只需要较少的引脚和线路,因此在单片机和其他嵌入式系统中非常常见。ArduinoLeonardo使用一个基于ATmega32U4微控制器的USB接口来实现串行通信,这使得它在与计算机或其他设备进行数据交换时非常方便。

串行通信的工作原理

在串行通信中,数据通过一个引脚一位一位地传输。ArduinoLeonardo的串行通信使用UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)协议。UART通过两个主要的引脚进行通信:TX(传输)和RX(接收)。当数据从一个设备发送到另一个设备时,发送方通过TX引脚发送数据,接收方通过RX引脚接收数据。

串行通信的波特率

波特率是指每秒传输的数据位数。常见的波特率有9600、19200、38400、57600和115200等。在初始化串行通信时,必须在发送方和接收方设置相同的波特率,以确保数据能够正确传输。

串行通信的函数

Arduino提供了一组函数来实现串行通信。这些函数主要包括:

Serial.begin(baud率):初始化串行通信,设置波特率。

Serial.print(data):发送数据到串行端口。

Serial.println(data):发送数据到串行端口,并在数据后添加一个换行符。

Serial.read():从串行端口读取数据。

Serial.available():检查是否有数据可读取。

ArduinoLeonardo的串行通信接口

ArduinoLeonardo通过USB接口实现串行通信。ATmega32U4微控制器内置了USB接口,可以直接与计算机进行通信,而不需要额外的硬件。这使得Leonardo在与计算机进行数据交换时非常方便,适合用于数据采集、控制和调试等应用场景。

USB接口的特点

内置USB接口:ATmega32U4直接支持USB通信,无需额外的USB-to-Serial转换器。

虚拟串行端口:通过USB连接,ArduinoLeonardo在计算机上会显示为一个虚拟的串行端口,可以使用标准的串行通信工具进行数据交换。

复位功能:当通过USB连接时,ArduinoLeonardo可以通过发送特定的命令来复位板子,这在编程和调试时非常有用。

硬件引脚

虽然ArduinoLeonardo通过USB实现串行通信,但它仍然保留了传统的串行通信引脚。这些引脚可以用于与其他设备进行串行通信:

TX(D1)

RX(D0)

基本的串行通信示例

示例1:从Arduino发送数据到计算机

在这个示例中,我们将使用ArduinoLeonardo向计算机发送简单的文本数据。

硬件连接

通过USB线将ArduinoLeonardo连接到计算机。

代码示例

//初始化串行通信,设置波特率为9600

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

}

//主循环

voidloop(){

//发送文本数据到串行端口

Serial.println(Hello,World!);

//延时1秒

delay(1000);

}

代码说明

Serial.begin(9600):初始化串行通信,设置波特率为9600。

Serial.println(Hello,World!):向串行端口发送字符串“Hello,World!”并换行。

delay(1000):延时1秒,使数据每隔1秒发送一次。

示例2:从计算机接收数据到Arduino

在这个示例中,我们将使用ArduinoLeonardo从计算机接收数据,并在接收到特定字符时执行相应的操作。

硬件连接

通过USB线将ArduinoLeonardo连接到计算机。

代码示例

//初始化串行通信,设置波特率为9600

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

}

//主循环

voidloop(){

//检查是否有数据可读取

if(Serial.available()0){

//读取数据

charincomingChar=Serial.read();

//根据接收到的字符执行相应的操作

if(incomingChar==H){

Serial