EduCake的Serial通讯使用-86Duino.PDF

86Duino EduCake 的Serial 通讯使用 一 、 Serial 通讯介绍 前面介绍了各种讯号输出入控制功能，已经可以利用多样的传感器输入、 马达、LED 等零件搭配出不同的花样；这些都是在控制板上就可以达成的功 能，那如果控制板要跟其他装置，例如另一块控制板、智能型手机、计算机 等等进行互动呢? 读者应该已经发现，之前的程序练习范例中，已经利用 IDE 上的 「Serial Monitor」做过控制板往计算机端回传数值或讯息进行除 错了，这就是控制板跟外界的主要通讯功能，也是控制板使用上的一大重点； 本文将详细介绍86Duino EduCake 在 「串行通讯端口」方面的功能，并练 习相关程序的写法。 谈到 「串行通讯端口」(Serial Port，也称为串行通讯端口) ，就得跟 「并 列通讯端口」(Parallel Port)一起做个比较，如图1 的示意图，串行通讯的 概念一般是经由单一条通讯线路，以「分时」的方式一位一位依序传送数据， 而并列通讯则以多条线路 「同时」传送多个位数据；优点当然是并列通讯带 宽较大，而串行通讯较省线路空间，但同频率下需较长的时间才能跟并列通 讯传送一样多的数据，另外并列通讯在长距离传输时也会有讯号同步的问题； 目前计算机硬件相对刚起步的年代已经可以做到高频率的情况下，串行通讯 已经可以达到相当高的传输速度，因此计算机周边通讯接头已经淘汰并列埠 2 很长一段时间了，例如常见的USB、SATA、RS232、RS422、RS485、I C、 IEEE 1394、PCI-E、T hunderbolt 等等都是采用串行通信的方式，接头与 插槽也较不占空间。或许有读者曾看过早期打印机的 printer port(或 parallel port) 的DB25 接头，以现在消费性产品讲究轻薄短小的标准来看， 那可是相当占空间呢。 -1- 86Duino 图1. 串行埠与并列埠传输概念比较图 串行式通信也不只有单一条线，只是线路的确相对并列通信要少得多， 图1 部分仅是概念示意，实际上串行通信仍需配合一些功能线才能正常运作 2 （如同步讯号之类）。举个例来说，之后章节会提到的I C 通信方式，就有 一条频率线 （SCL）与一条资料线 （SDA ），需靠SCL 的辅助才能取得正确 的SDA 资料时序；而 RS485 则是数据线 （D+）与数据线反向讯号 （D-） 各一条，用以减少噪声干扰，各种通信规格各有不同的特色。像 RS232、 RS422、RS485 这些通信方式各有不同的电器及机械定义标准，但都属于 UART （通 用 异 步 收 发 传 输 器 ， Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），UART 仅是通称而已。以86Duino EduCake 的 通讯接口也是属于 UART 的通讯方式，有 TX、RX 线路各一条 （也有些地 -2- 86Duino 方会标示成 TxD/RxD ，是一样的东西），TX 负责从控制板送出讯号，而 RX 则负责接收外界传来的讯号。这种TX/RX 各自有专用线路且可以同时收 送的，又称为 「全双工」式通讯，表示此线路可允许连接两端的机器同时收 送数据；「半双工」则是线路上