Arduino 的串行数据答案

【问题标题】：Serial Data with ArduinoArduino 的串行数据
【发布时间】：2013-02-18 17:20:03
【问题描述】：

我刚刚开始了解 Arduino。我有一个来自 Radio Shack 的 1 米长的 LED 灯带可以玩。

该条带有一个示例程序，因此我查看了它并将其精简为基础，但我不明白发生了什么。我正在找人解释发生了什么以及功能代码是如何工作的。

代码如下：

#include <avr/pgmspace.h>

#define DATA_1 (PORTC |=  0X01)
#define DATA_0 (PORTC &=  0XFE)
#define STRIP_PINOUT (DDRC=0xFF)

/*
green 0xff0000
cyan 0xff7f00
truquoise 0xffff00
dark blue 0x00ff00
red 0x0000ff
dark yellow 0x6f00ff
yellow 0x8f00ff
white 0xffffff
off white 0x444444
dim white 0x111111
off 0x000000
*/

PROGMEM long test[10][10]={
  {0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000,0x00ff00},
  {0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x00ff00,0x000000},
};

void setup() {

  STRIP_PINOUT;

  reset_strip();

}


void loop() 
{
  while (1)
  {
    send_pattern(test, 10, 50);
    reset_strip();
  }
}


void send_pattern(long data[][10], int length, int rate)
{
  int i=0;
  int j=0;

  for (i=0; i<length; i++)
  {
    noInterrupts();
    for (j=0; j<10; j++)
    {
      send_strip(pgm_read_dword_near(&data[i][j]));
    }
    interrupts();

    delay(rate);

  }




}


void send_strip(uint32_t data)
{
  int i;
  unsigned long j=0x800000;

  for (i=0;i<24;i++)
  {
    if (data & j)
    {
      DATA_1;
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");    
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      DATA_0;
    }
    else
    {
      DATA_1;
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");
      __asm__("nop\n\t");    
      DATA_0;
    }

    j>>=1;
  }
}


void reset_strip()
{
  DATA_0;
  delayMicroseconds(20);
}

【问题讨论】：

您是否使用 C 编译器编译过代码？你用什么编译器，在什么平台上？当您运行生成的可执行文件时会发生什么？
“代码显示不正确” - 如果格式正确，它会显示。
感谢您正确格式化代码 Carbonic Acid (H2CO3)。
Halfer，我使用 Audrnio 附带的软件来编译和上传代码到板上，所以没有我知道的生成的可执行文件。如果您对代码的工作原理有所了解，将不胜感激。
我自己没有使用过 Arduino 用户，但您是否阅读过它随附的入门指南，或者 Arduino 网站上的入门指南？将代码上传到开发板时是否出现任何错误？（我不希望您将原始 C 程序代码上传到板上，因此在某处必须有编译步骤，即使您有软件可以隐藏此过程）。

标签： serial-port arduino hardware-interface

【解决方案1】：

如果您不了解 C 和/或以前没有使用过 Arduino，那么该代码不是一个好的起点。

Arduino 编程语言（称为 Wiring）将 C 代码的许多原始细节抽象为更简化的格式（和/或语言），以便初学者更容易在他们的想法上取得进展，而不会陷入“成为程序员。” Wiring 代码在编译之前被解释为 C 代码，这使用户能够在一个草图中将 C（和 C++）与 Wiring 混合。

您上面的代码混合了 C 和 Wiring 语法，因此您不会在 Arduino 文档中找到有关语法的所有信息，但值得搜索您不理解的关键字或术语。不同之处在于设置和使用串行端口。请参阅Serial 的 Arduino 文档，了解它是如何在那里完成的（以及理解起来有多简单）。

我将粗略地描述一下功能（在我太无聊之前）...

这一行将名为test 的变量（在PROGMEM - EEPROM 内存中）定义为一个10 x 10 的数字数组（longs）：例如有 10 个数组，每个数组包含 10 个数字（以十六进制表示）

PROGMEM long test[10][10]={

此块调用一个函数（代码顶部的#defined）来设置端口）和一个函数（代码底部）来重置条带。

void setup() 
  STRIP_PINOUT;
  reset_strip();
}

void loop() 
{
  while (1) // i.e. do this forever
  {
    // send the test var, its length and the delay amount between each pattern
    send_pattern(test, 10, 50); 
    reset_strip();
  }
}

此函数遍历传递的 var data（在本例中为 var 'test'），使用名为 pgm_read_dword_near 的 AVR 函数读取数组中位置 [i][j] 的值并发送将该值传递给函数send_strip，该函数将其发送到串行端口。每个数组发送完毕后，调用delay()等待rate中定义的毫秒数。

void send_pattern(long data[][10], int length, int rate)
{
  int i=0;
  int j=0;

  for (i=0; i<length; i++)
  {
    noInterrupts();
    for (j=0; j<10; j++)
    {
      send_strip(pgm_read_dword_near(&data[i][j]));
    }
    interrupts();

    delay(rate);

  }
}

【讨论】：

【解决方案2】：

一米长的 LED 灯条有 10 段，每段有 3 个 LED，所以即使总共有 30 个 LED，您也只能控制 10 段。

LED 灯条有三根线，红色（电源）、黑色（接地）和绿色（信号）。

每个段采用 24 位十六进制数来确定 LED 的颜色。当一个段获得它的 24 位时，它会设置它的颜色，然后将其余的信号传输到下一个段。

信号是高电平或低电平，但对于接收信号的芯片，它会根据高电平然后低电平的时间长度来确定它是 1 还是零。条带随附的手册用图片更好地解释了这一点。

高点和低点的时间由 void send_strip(uint32_t data) 方法控制。 __asm__("nop\n\t") 告诉微控制器基本上浪费一个周期，所以它基本上是一个非常短的延迟（在 16MHz Arduino 上为 62.5ns）。我不得不使用 send_strip() 方法来获得正确的时间，否则所有的 LED 都会变成全白。

void send_pattern(long data[][10], int length, int rate) 将 10 种颜色发送到 LED 灯条的 10 段。对于 1M 灯条，这应该是所有 LED。

PROGMEM long test[10][10] 中的每一行都是 Strip 的一组颜色。在这种情况下，条带有 10 种变体。

我目前正在玩这个片段，所以如果需要更多示例或解释，请告诉我。

【讨论】：