Arduino学习笔记（4）--- 软件模拟串口通信，SoftwareSerial库的使用

 

软件模拟串口通信——SoftwareSerial库的使用

除HardwareSerial外，Arduino还提供了SoftwareSerial类库，它可以将你的其他数字引脚通过程序模拟成串口通信引脚。
通常我们将Arduino UNO上自带的串口称为硬件串口，而使用SoftwareSerial类库模拟成的串口，称为软件模拟串口（简称软串口）。
在Arduino UNO上，提供了0（RX）、1（TX）一组硬件串口，可与外围串口设备通信，如果要连接更多的串口设备，可以使用软串口。
软串口是由程序模拟实现的，使用方法类似硬件串口，但有一定局限性：在Arduino UNO MEGA上部分引脚不能被作为软串口接收引脚，且软串口接收引脚波特率建议不要超过57600。 
 

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SoftwareSerial类成员函数

软串口类库并非Arduino UNO核心类库，因此使用前你需要先声明包含SoftwareSerial.h头文件。
其中定义的成员函数与硬件串口类似，available()、begin()、read()、write()、print()、println()、peek() 等用法相同，这里便不一一列举。
此外软串口后还有如下成员函数：

SoftwareSerial()

SoftwareSerial类的构造函数，通过它可指定软串口RX、TX引脚。
语法：
SoftwareSerial mySerial= SoftwareSerial(rxPin, txPin)
SoftwareSerial mySerial(rxPin, txPin)
参数：
mySerial：用户自定义软件串口对象
rxPin：软串口接收引脚
txPin：软串口发送引脚

listen()

开启软串口监听状态。
Arduino UNO在同一时间仅能监听一个软串口，当你需要监听某一软串口时，需要该对象调用这个函数开启监听功能。
语法：
mySerial.listen()
参数：
mySerial：用户自定义的软件串口对象
返回值：
无

isListening()

监测软串口是否正在监听状态。
语法：
mySerial.isListening()
参数：
mySerial：用户自定义的软件串口对象
返回值：
Boolean型
True：正在监听
False：没有监听

end()

停止监听软串口。
语法：
mySerial. end()
参数：
mySerial：用户自定义的软件串口对象
返回值：
Boolean型
True：关闭监听成功
False：关闭监听失败

overflow()

检测缓冲区是否溢出。
语法：
mySerial.overflow()
参数：
mySerial：用户自定义的软件串口对象
返回值：
Boolean型
True：溢出
False：没有溢出

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建立软串口通信

SoftwareSerial类库是Arduino IDE默认提供的一个第三方类库，和硬件串口不同，其声明并没有包含在Arduino核心库中，因此要建立软串口通信，首先需要声明包含SoftwareSerial.h头文件，然后即可使用该类库中的构造函数，初始化一个软串口实例。如：
SoftwareSerial mySerial(2, 3); 
即是新建一个名为mySerial的软串口，并将2号引脚作为RX端，3号引脚作为TX端。完整示例如下：
        

/*
Arduino UNO软串口通信
*/
 
#include 
//实例化软串口
SoftwareSerial mySerial(2, 3); // RX, TX
 
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {
  }
 
  Serial.println("Goodnight moon!");
 
  mySerial.begin(9600);
  mySerial.println("Hello, world?");
}
 
void loop()
{
  if (mySerial.available())
    Serial.write(mySerial.read());
  if (Serial.available())
    mySerial.write(Serial.read());
}

在实际使用中，你可能还会用到其他串口设备，如串口无线透传模块、串口传感器等，只要是标准串口设备，其程序的编写方法都基本相同。

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同时使用多个软串口

当需要连接多个串口设备时，可以建立多个软串口，但限于软串口的实现原理，Arduino UNO只能同时监听一个软串口，当存在多个软串口设备时，你需要使用listen() 函数指定需要监听的设备。如程序中存在portOne、portTwo两个软串口对象时，你欲监听portOne，便需要使用portOne.listen() 语句，要切换监听port2，便使用portTwo.listen() 语句。
示例程序如下：

/*
Arduino UNO软串口通信
通过listen()切换监听软串口
*/
 
#include 
SoftwareSerial portOne(10, 11);
SoftwareSerial portTwo(8, 9);
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
  }
 
  portOne.begin(9600);
  portTwo.begin(9600);
}
 
void loop() {
//监听1号软串口
  portOne.listen();
 
  Serial.println("Data from port one:");
  while (portOne.available() > 0) {
    char inByte = portOne.read();
    Serial.write(inByte);
  }
 
  Serial.println();
//监听2号软串口
  portTwo.listen();
 
  Serial.println("Data from port two:");
  while (portTwo.available() > 0) {
    char inByte = portTwo.read();
    Serial.write(inByte);
  }
 
  Serial.println();
}

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