ESP32学习笔记:串口

描述

今天我们来玩儿串口。

概述

ESP32 芯片有3 个UART 接口,UART0,UART1,UART2,支持异步通信和 IrDA,通信速度最高可达 5Mbps,3 个接口可以被 DMA 或 CPU 直接访问,3 个串口带发送接收 FIFO,共享 1024*8bit 的 RAM,通过串口,我们可以非常方便的跟其它外设进行通信或者打印数据。

硬件

ESP32

上图是硬件参考设计,我把默认的串口标注出来了,我们可以在Arduino的库中看到默认的引脚,如下图:

ESP32

ESP32

UART0 引脚直接在函数里面定义了,UART1、UART2使用宏定义,大家还记得我们在GPIO章节中说的吗,ESP32有GPIO矩阵,外设都可以随意映射到绝大部分的引脚,比如我们想把UART2的引脚改变到GPIO26 GPIO27这两个上,我们直接调用相关函数就行了,这些都是可以实现的,硬件上非常灵活

U0TXD 线上需串联 499 Ω 电阻用于抑制 80 MHz 谐波。ESP32 UART 串口电路如下图所示:

ESP32

这里还需要注意下,UART1的默认引脚为GPIO9,、GPIO10,这两个接口一般用于连接外部Flash,程序中默认使用这两个引脚的,所以我们在用的时候一定记得改到别的IO口。

软件

关于串口的一些概念,包括原理,波特率,停止位,奇偶校验,流控等概念,这些概念非常基础,这里就不展开篇幅说了,需要的小伙伴自行了解,不同芯片,原理都是一样的。

我们讲一下基础的使用:

首先我们需要在setup()中对串口进行初始化,非常简单,就一行代码搞定:

Serial.begin(115200);

这里默认是UART0的,将UART0波特率初始化为115200,其它参数都是默认的,如果我们想将UART0的TX RX改一下呢,我们看下面:

Serial.begin(115200,SERIAL_8N1,26,27);

通过上面的函数,我们就把RX改到了26,TX改到了27,第一个参数为波特率设置,如果输入0就会自动监测波特率,第二个为串口配置参数,SERIAL_8N1为8位数据位,无校验位,1位停止位的意思,还有其它参数,大家可以自行到源码中看看,加深印象。

看到这里才体会到GPIO矩阵的妙处,硬件设计大大的简化啊!

关于串口的函数,我们这里介绍几个常用的,完整的可以在HardwareSerial类中看到。

voidbegin(unsignedlongbaud,uint32_tconfig=SERIAL_8N1,int8_trxPin=-1,int8_ttxPin=-1,boolinvert=false,unsignedlongtimeout_ms =20000UL);//串口初始化voidend();//失能串口voidupdateBaudRate(unsignedlongbaud);//重新设置波特率intavailable(void);//返回串口接收缓冲区中的数据intread(void);//返回串口接收缓冲区的一个字节的数据,之后将缓冲区中的本字节删除voidflush(void);//等待串口收发数据完毕size_twrite(uint8_t);//写数据到TX缓冲区size_tsetRxBufferSize(size_t);//设置接收缓冲区的大小

这里只是简单展示几个函数,具体的用法有不懂的,或者想了解全部函数的,可以在arduino-esp32中打开具体的库看用法,只有这样,大家才能深刻了解,老宇哥这里只是带大家进门。

库函数中有标准输入输出函数,所以打印函数必不可少的了,我们常用的打印函数如下:

Serial.print("芯片之家!");//打印数据Serial.println("This is a uart0 demo!");//打印并换行

当然,也可以各种格式化打印,大家可以自行尝试!

Serial.println(data)//从串行端口输出数据,跟随一个回车(ASCII 13, 或 'r')和一个换行符(ASCII 10, 或 'n')。这个函数所取得的值与 Serial.print()一样。Serial.println(b)//以十进制形式输出b的ASCII编码值,并同时跟随一个回车和换行符。Serial.println(b, DEC)// 以十进制形式输出b的ASCII编码值,并同时跟随一个回车和换行符。Serial.println(b, HEX)//以十六进数据形式输出b的ASCII编码值,并同时跟随一个回车和换行符。Serial.println(b, OCT)//以八进数据形式输出b的ASCII编码值,并同时跟随一个回车和换行符。Serial.println(b, BIN)//以二进数据形式输出b的ASCII编码值,并同时跟随一个回车和换行符。Serial.print(b,BYTE)//以单个字节输出b,并同时跟随一个回车和换行符。Serial.println(str)//如果 str是一个字符串或数组,输出整个 str的 ASCII编码字符串。Serial.println()//仅输出一个回车和换行符。

完整程序1:

voidsetup() {Serial.begin(115200); }voidloop() {Serial.print("芯片之家!");Serial.println("This is a uart0 demo!"); delay(1000); }

ESP32

完整程序2:

intrecData; //接收的数据voidsetup() {Serial.begin(115200); }voidloop() { // 收到什么发什么数据if(Serial.available() >0) { // 读取一个字节 recData =Serial.read();Serial.print("received: ");Serial.println(recData,HEX); } }

ESP32

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