Arduino Serial Monitor trong Tinkercad: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Dự án Tinkercad »

Theo dõi mọi thứ đang diễn ra trong chương trình của bạn có thể là một cuộc chiến khó khăn. Màn hình nối tiếp là một cách để lắng nghe những gì đang xảy ra trong mã của bạn bằng cách báo cáo lại máy tính qua cáp USB. Trong trình mô phỏng Tinkercad Circuits, Serial Monitor có thể được tìm thấy ở cuối bảng Code và cũng có thể được sử dụng để vẽ biểu đồ các biến khi chúng thay đổi. Sử dụng Serial Monitor để "nói chuyện" với máy tính như một cách để kiểm tra xem mã Arduino có đang thực hiện những gì bạn dự định hay không. Điều này có thể rất hữu ích để giải quyết các vấn đề với mã của bạn (được gọi là 'gỡ lỗi nối tiếp').

Hai mạch trong bài học này sử dụng các cấu hình tương tự như hai bài học trước về đầu vào kỹ thuật số với nút nhấn và đầu vào tương tự với chiết áp. Sự khác biệt duy nhất là các mạch này có dây miễn phí (không có breadboard) và không có đèn LED bên ngoài có dây. Ồ, và chúng đang chạy mã để tạo ra các thông điệp nối tiếp, mà chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài học này.

Bạn có thể theo dõi hầu như bằng cách sử dụng Mạch Tinkercad. Bạn thậm chí có thể xem bài học này từ bên trong Tinkercad (yêu cầu đăng nhập miễn phí)! Khám phá mạch mẫu và xây dựng mạch của riêng bạn ngay bên cạnh nó. Tinkercad Circuits là một chương trình dựa trên trình duyệt miễn phí cho phép bạn xây dựng và mô phỏng mạch. Nó hoàn hảo cho việc học tập, giảng dạy và tạo mẫu.

Bước 1: In ra màn hình nối tiếp có khối

Hãy sử dụng trình chỉnh sửa khối mã để lắng nghe một chân đầu vào Arduino, sau đó in ra giá trị (tương tự) hoặc trạng thái (kỹ thuật số) của đầu vào trong cửa sổ Serial Monitor. Nhấp vào nút "Mã" để mở bảng mã.

Nhấp vào Serial Monitor ở cuối bảng mã.

Nhấp vào "Bắt đầu mô phỏng" để chạy mã Arduino mẫu và quan sát các số trong Màn hình nối tiếp khi bạn tương tác với chiết áp. Bạn có thể nhấp qua lại giữa hai Arduinos trong khi mô phỏng đang chạy trong Mạch Tinkercad, nhưng chỉ mạch tương tự mới hiển thị trong mô-đun nhúng ở trên.

Sau khi nhân bản mạch mẫu vào tài khoản Tinkercad, bạn có thể thay đổi mã. Điều hướng đến danh mục Mã đầu ra, sau đó kéo ra một khối "in ra màn hình nối tiếp" và đặt nó ngay trước khối nối tiếp đã có trong chương trình.

Thay đổi văn bản mặc định để gắn nhãn dữ liệu Sê-ri của bạn, chẳng hạn như "sensor:" (đừng quên khoảng trắng sau dấu hai chấm) và điều chỉnh menu thả xuống để in mà không có dòng mới.

Bắt đầu mô phỏng và quan sát sự thay đổi trong Serial Monitor. Bạn có thể xếp chồng các khối nối tiếp như thế này để tạo các thông báo phản hồi hữu ích trong khi phát triển bất kỳ mã dự án nào.

Bước 2: Giải thích mã Arduino theo dõi nối tiếp

Khi trình chỉnh sửa mã được mở trong Tinkercad Circuits, bạn có thể nhấp vào menu thả xuống ở bên trái và chọn "Khối + Văn bản" để hiển thị mã Arduino được tạo bởi các khối mã (không có sẵn trong mô-đun nhúng ở bước đầu tiên). Mã này gửi dữ liệu từ Arduino đến Serial Monitor, nhưng trong bài học sau, bạn cũng có thể tìm hiểu cách nhận dữ liệu từ Serial monitor và giao tiếp nối tiếp hai chiều.

/*

DigitalReadSerial Đọc đầu vào kỹ thuật số trên chân 2, in kết quả ra màn hình nối tiếp Mã ví dụ này nằm trong miền công cộng. * /

Trước

cài đặt()

chúng ta có thể thấy một nhận xét nhiều dòng bắt đầu bằng

/*

và kết thúc bằng

*/

int buttonState = 0;

Vào lúc bắt đầu chương trình của chúng tôi, chúng tôi sẽ tạo một biến để giữ trạng thái của đầu vào.

void setup ()

{pinMode (2, INPUT); Serial.begin (9600); }

Bên trong thiết lập, giống như trong các bài học đầu vào tương tự và kỹ thuật số, chân kết nối với công tắc hoặc cảm biến được định cấu hình để trở thành đầu vào bằng cách sử dụng

pinMode ()

hàm số. Để có thể gửi tin nhắn, Arduino cần mở một kênh giao tiếp mới với

Serial.begin ()

. Nó giống như nhấn nút gọi trên điện thoại - từ thời điểm đó bạn mở đường dây liên lạc cho cuộc gọi. Đối số cho Arduino biết tốc độ giao tiếp của Arduino, ví dụ 9600 bit mỗi giây (hay còn gọi là baud).

void loop ()

{// đọc ghim đầu vào buttonState = digitalRead (2); // in ra trạng thái của button Serial.print ("sensor:"); Serial.println (buttonState); chậm trễ (10); // Trì hoãn một chút để cải thiện hiệu suất mô phỏng}

Mã bên trong vòng lặp đọc trạng thái của đầu vào với digitalRead () và lưu trữ nó trong biến buttonState. Sau đó, một hàm được gọi là

Serial.println ()

gửi dữ liệu đến màn hình (qua cáp USB trong trường hợp bo mạch Arduino vật lý). Nếu bạn đã thực hiện các thay đổi khối đối với chương trình ở bước trước, bạn cũng sẽ có

Serial.print ()

dòng mã.

println

gửi một dòng mới sau tin nhắn và

in

không làm. Ví dụ: sử dụng dấu ngoặc kép xung quanh nhãn văn bản

Serial.print ("cảm biến:");

. Nếu bạn muốn tạo một dòng đầu ra gỡ lỗi nối tiếp, bạn có thể sử dụng một số

Serial.print ()

các lệnh theo sau bởi một

Serial.println ()

Bước 3: Trình gỡ lỗi mã

Có một tính năng đặc biệt trong Mạch Tinkercad được gọi là Trình gỡ lỗi. Nó bước qua mã của bạn và cho phép bạn xem các biến của mình và hơn thế nữa.

Khi mở trình chỉnh sửa mã, hãy tìm Trình gỡ lỗi bằng cách nhấp vào nút có biểu tượng lỗi.

Trong chế độ Khối + Văn bản (hoặc chế độ Chỉ văn bản, nếu bạn thích), hãy nhấp vào số dòng để thêm điểm ngắt, nơi trình gỡ lỗi sẽ dừng mỗi lần qua vòng lặp.

Bắt đầu mô phỏng.

Di chuột qua các biến khi bị tạm dừng để xem giá trị của chúng.

Bước 4: Khởi động mạch nối tiếp cơ bản

Các mạch này có sẵn làm mạch khởi động. Bạn có thể sử dụng các bộ khởi động mạch này bất cứ lúc nào bạn muốn đọc một đầu vào kỹ thuật số hoặc tương tự và in trạng thái của nó lên Serial Monitor.

Lấy bộ khởi động mạch Arduino từ bảng thành phần (menu thả xuống -> Bộ khởi động -> Arduino).

Bước 5: Biểu đồ dữ liệu nối tiếp

Tinkercad Circuits cũng tích hợp sẵn đồ thị dữ liệu nối tiếp của bạn, miễn là luồng không có bất kỳ văn bản nào trong đó. Điều này rất hữu ích cho việc hình dung các thay đổi trong số đọc cảm biến và các đầu vào khác, cũng như để theo dõi các biến trong chương trình của bạn.

Khi màn hình nối tiếp đang mở, hãy nhấp vào nút biểu đồ để mở bảng điều khiển đồ thị. Xóa khối nhãn cảm biến mà bạn đã thêm trước đó hoặc sử dụng bộ khởi động nối tiếp Arduino mới để tạo luồng dữ liệu nối tiếp không có văn bản.

Bắt đầu mô phỏng và tương tác với đầu vào để xem các giá trị đồ thị thay đổi.

Bước 6: Thử bằng mạch Arduino vật lý (Tùy chọn)

Bạn có tùy chọn để xây dựng một mạch vật lý đi cùng với điều này hoặc các bài học đầu vào kỹ thuật số hoặc đầu vào tương tự, sau đó sử dụng phần mềm Arduino của máy tính để xem dữ liệu nối tiếp đến qua cáp USB. Để lập trình Arduino Uno vật lý của bạn, bạn cần cài đặt phần mềm miễn phí (hoặc plugin cho trình chỉnh sửa web), sau đó mở nó lên.

Nối dây mạch Arduino Uno bằng cách cắm các linh kiện và dây để khớp với các kết nối được hiển thị ở đây trong Mạch Tinkercad. Để có hướng dẫn chi tiết hơn về cách làm việc với bảng Arduino Uno vật lý của bạn, hãy xem lớp Arduino có hướng dẫn miễn phí (một mạch tương tự được mô tả trong bài học thứ ba).

Sao chép mã từ cửa sổ mã Tinkercad Circuits và dán nó vào một bản phác thảo trống trong phần mềm Arduino của bạn hoặc nhấp vào nút tải xuống (mũi tên hướng xuống) và mở

bạn cũng có thể tìm thấy các ví dụ này trong phần mềm Arduino bằng cách điều hướng đến File -> Examples -> 03. Analog -> AnalogInOutSerial hoặc File -> Examples -> 02. Digital -> DigitalInputPullup.

Cắm cáp USB của bạn và chọn bo mạch và cổng của bạn trong menu Công cụ của phần mềm.

Tải mã lên bảng của bạn, sau đó nhấp vào biểu tượng kính lúp ở góc trên bên phải để mở màn hình nối tiếp. Kiểm tra kỹ xem tốc độ truyền có khớp với tốc độ truyền trong thiết lập của bạn không

Serial.begin (9600)

Nhấn nút hoặc xoay núm và xem các số thay đổi trong cửa sổ Serial Monitor của bạn.

Bước 7: Tiếp theo, hãy thử…

Bây giờ bạn đã học cách in với Serial Monitor, bạn đã sẵn sàng để thử nghiệm các loại cảm biến kỹ thuật số và tương tự mới, đồng thời học cách đọc dữ liệu nối tiếp đến (đầu vào bàn phím của người dùng).

Bạn có thể soạn một mạch đơn và chương trình in ra cả đầu vào tương tự và kỹ thuật số được trình bày trong bài học này không?

Đây là một liên kết đến mạch trong hình và mã Arduino của nó:

int int buttonState = 0;

int sensorValue = 0; void setup () {pinMode (2, INPUT); pinMode (A0, INPUT); Serial.begin (9600); } void loop () {// đọc ghim đầu vào buttonState = digitalRead (2); // đọc đầu vào trên chân analog 0: sensorValue = analogRead (A0); // in giá trị ra màn hình nối tiếp Serial.print (buttonState); Serial.print (","); Serial.println (sensorValue); chậm trễ (10); // Trì hoãn một chút để cải thiện hiệu suất mô phỏng}

Tiếp tục thử một cảm biến mới và kết hợp đầu vào và đầu ra, chẳng hạn như trong bài học đồ thị thanh LED cảm biến nhiệt độ, bài học cảm biến chuyển động PIR hoặc bài học điện trở quang. (sắp ra mắt). Sử dụng bàn phím máy tính của bạn để gửi dữ liệu nối tiếp tới Arduino của bạn và diễn giải nó bằng

Serial.read ()

(sắp có bài).

Bạn cũng có thể tìm hiểu thêm các kỹ năng về điện tử với các lớp học về Arduino, Điện tử cơ bản, Đèn LED & Ánh sáng, In 3D, v.v. miễn phí.