Comunicação Serial

Prévia do material em texto

28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 1/9
MCO018703 2023 2 AULA04
Comunicação Serial
Enviando texto para Monitor Serial
Acionando o LED do Arduino, via Monitor Serial
Funções para Controle de Fluxo - Decisão
if( )
if( )...else
if( )...else if( )
switch...case
Operadores Relacionais e Lógicos
Exemplos
Responda
Comunicação Serial
OBJETIVOS
O aluno será capaz de:
Utilizar o monitor serial;
Identificar as funções para controle de de fluxo;
Saber utilizar o comando de decisão if else.
METODOLOGIA
A aula será expositiva e dialogada, utilizando apresentação de texto base na Internet, onde serão
mostrados exemplos executados programas para programação de microcontroladores. Na
prática faremos testes de comunicação serial com o Arduino através da porta USB.
INTRODUÇÃO
Apesar do Arduino ser gravado via porta USB, a comunicação se dá como serial padrão
(USART). O ATmega328 permite comunicação serial no padrão UART TTL (5 V), que está
disponível nos pinos digitais 0 (RX) e 1 (TX). Um chip FTDI FT232RL na placa encaminha esta
comunicação serial através da USB e os drivers FTDI (incluído no software do Arduino) fornecem
uma porta virtual para o software no computador. O software Arduino inclui um Monitor Serial
que permite que dados simples de texto sejam enviados e recebidos à placa Arduino. Os LEDs
RX e TX da placa piscam quando os dados estão sendo transferidos ao computador pelo chip
FTDI e há conexão USB (mas não quando há comunicação serial pelos pinos 0 e 1). A biblioteca
SoftwareSerial permite comunicação serial por quaisquer dos pinos digitais do Uno. O
ATmega328 também oferece suporte aos padrões de comunicação I2C (TWI) e SPI. Inclui uma
biblioteca Wire para simplificar o uso do barramento I2C. Para usar a comunicação SPI, veja o
Índice
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 2/9
manual do ATmega328. Assim, no Arduino existe uma parte do hardware especifica para a
conversão Serial/USB. Disso resulta a criação de uma porta COM virtual no computador para a
comunicação com o Arduino.
Figura 1 - Porta COM virtual no computador para a comunicação com o Arduino.
Como a comunicação é a serial padrão, é fácil trocar informações entre o computador e o Arduino.
Existe uma ferramenta própria na IDE do Arduino para a comunicação serial.
Figura 2 - Ferramenta da IDE do Arduino para a comunicação serial com o Arduino.
A biblioteca Serial() do Wiring (http://wiring.org.co/reference/Serial.html) tem todas as funções
necessárias para se implementar comunicação serial entre o Arduino e o PC.
A porta serial te permite ler e escrever facilmente dados de e para dispositivos externos.
Isto permite a duas máquinas se comunicarem através de portas seriais de 8 pinos, dos PCs, ou
emulads através de um adaptador serial.
Velocidades típicas de comunicação são: 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600 e
115200 BPS.
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig020_MCO18703.png
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig020_MCO18703.png
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig021_MCO18703.png
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig021_MCO18703.png
http://wiring.org.co/reference/Serial.html
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 3/9
Apenas uma aplicação pode utilizar a porta serial, a cada vez.
As funções mais utilizadas são:
begin() Abre a porta serial para leitura ou escrita.
read() Retorna um número entre 0 e 255 para o próximo byte que está esperando no buffer.
Retorna -1 se não há nenhum byte, embora isto possa ser evitado pelo uso da função available(),
que informa se há dado disponível
write() Escreve um byte na porta serial.
print() Escreve dados (int, float, byte, char, char[], números nas bases (DEC, BIN, OCT or HEX)
ou textos na porta serial.
println() O mesmo que a função print(), exceto que acrescenta uma linha nova ao final da
chamada.
available() Retorna o número de bytes disponíveis.
peek() Investiga o próximo byte de dados no buffer da porta serial. Não o recupera do buffer.
Retorna -1 se não há dado disponível.
flush() Descarrega o buffer da porta serial.
end() Fecha a porta serial.
EXEMPLO 1
void setup(){
 Serial.begin(9600); //Inicia a comunicação serial a 9600 bauds
}
void loop(){
 Serial.println("Aprendendo a programar no arduino"); 
 // Envia a string "Aprendendo a programar no arduino" 
 //para a console
}
Agora acesse o Monitor Serial, no menu do Arduino.
O resultado é uma sucessão de impressões da string “Aprendendo a programar no arduino”.
Vimos que iniciamos a comunicação serial através do comando serial.begin(9600) que colocamos
dentro do setup(){} .
O valor de 9600 pode variar dependendo da sua aplicação veja mais sobre velocidade da porta serial
nesse post: [Baud Rates (http://www.tech-faq.com/difference-between-bit-rate-and-baud-rate.htm
l)]
O comando Serial.print(“string aqui”) que faz com que a informação seja impressa no serial monitor.
Enviando texto para Monitor Serial
http://www.tech-faq.com/difference-between-bit-rate-and-baud-rate.html
http://www.tech-faq.com/difference-between-bit-rate-and-baud-rate.html
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 4/9
Adiante veremos outros exemplos do uso do Serial.print, mas por ora quero que reparem que todo
comando que não constrói um bloco (não tem “chaves” como o setup e o loop), ou então que não e
uma diretiva de pré-processador (#include, #define que veremos adiante também) termina com
ponto e vírgula, isso indica o fim do comando.
EXEMPLO 2
No segundo teste, vamos acionar, acender e apagar, o led do pino 13 através de comandos de teclado
do PC, na interface Serial Monitor, do Arduino.
A programação também é simples e bem interessante:
 
#define LED 13
byte estebyte = 35;
void setup() {
 pinMode(LED, OUTPUT);
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 Serial.println(" Como enviar valores formatados: ");
 Serial.println("Formato ASCII do valor: ");
 Serial.write(estebyte);
 Serial.println(".");
 Serial.println("Formato DECIMAL:");
 Serial.print(estebyte, DEC);
 Serial.println(".");
 Serial.println("Formato HEXADECIMAL:");
 Serial.print(estebyte, HEX);
 Serial.println(".");
 Serial.println("Formato BINÁRIO:");
 Serial.print(estebyte, BIN);
 Serial.println(".");
 Serial.println("");
 Serial.println("Agora, digite 0 no Monitor para apagar o LED e 1, para acender!");
 while(true) { 
 if(Serial.available() > 0) { 
 estebyte = Serial.read();
 if(estebyte == '1') { // Digitou 1 no Monitor Serial
 digitalWrite(LED, HIGH);
 Serial.println(" LED ACESO!");
 }
 if(estebyte == '0'){ // Digitou 0 no Monitor Serial
 digitalWrite(LED, LOW);
 Serial.println(" LED APAGADO!");
 } //end if
 } //end if
 }//end while
}//end loop
Funções para Controle de Fluxo - Decisão
É um controle de fluxo usado para selecionar uma ou mais instruções baseado no resultado de um
teste de comparação. Todas as instruções entre as chaves { } são executadas somente se o resultado
desse teste for verdadeiro; se não, essas instruções não são executadas. Verdadeiro é qualquer
resultado, mesmo negativo, diferente de zero. Falso é um resultado zero. A Figura 1 mostra o controle
de fluxo utilizando os comandos if e if...else.
Acionando o LED do Arduino, via Monitor Serial
if( )
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 5/9
if (expressão){
 bloco de instruções; // se "expressão" for verdadeira, "bloco de instruções" é executado
}
Figura 3 - Controle de Fluxo com os comandos if eif...else.
Ao se acrescentar mais um bloco de instruções no loop do comando if pode-se criar o comando
if...else (Figura 1), para fazer um novo teste quando o resultado da expressão for falsa.
if (expressão) {
 bloco de instruções1; // se "expressão" for verdadeira, "bloco de instruções1" é executado
}
else {
 bloco de instruções2; // se "expressão" for falsa, "bloco de instruções2" é executado 
}
E de novo ao se acrescentar agora o comando if...else no loop do comando if pode-se criar mais um
outro comando, o if...else if. No exemplo abaixo se "expressão1" for verdadeira o "bloco de
instruções1" é executado; se "expressão1" for falsa mas "expressão2" for verdadeira "bloco de
instruções2" é executado; e se "expressão1" e "expressão2" forem falsas o "bloco de instruções3" é
executado. A Figura 2 mostra os comandos if( )...else if( ) e switch...case.
if( )...else
if( )...else if( )
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig037_MCO018703.jpg
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig037_MCO018703.jpg
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 6/9
Figura 4 - Controle de Fluxo usando os comandos if( )...else if( ) e switch...case.
if (expressão1) {
 bloco de comandos1; 
}
else if (expressão2) {
 bloco de instruções2; 
}
else {
 bloco de comandos3; 
}
É possível ir inserindo comandos if...else na posição do segundo bloco de instruções de outro
comando if...else e assim criar uma cadeia de comandos para testar dezenas de expressões até
encontrar uma que retorne um resultado verdadeiro e executar um dos blocos de instruções; mas
existe um comando próprio que simplifica bastante essa seleção, é o comando switch...case (Figura
2). Esse comando permite comparar uma mesma variável inteira, ou uma expressão que retorne um
inteiro, com vários valores possíveis.
switch..,case
switch (expressão) {
 case 1: bloco de instruções1; 
 break;
 case 2: bloco de instruções2; 
 break;
 case 3: bloco de instruções3; 
 break;
switch...case
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig038_MCO018703.jpg
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig038_MCO018703.jpg
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 7/9
 default: bloco de instruções4; 
}
Operadores Relacionais e Lógicos
Vamos recordar os principais operadores relacionais e lógicos vistos nas aulas anteriores.
Relacionais
Operador Significado
> maior que
>= maior ou igual que
< menor que
<= menor ou igual que
== igual a
!= diferente de
Lógicos
Operador Significado
&& AND (E)
|| OR (OU)
! NOT (NÃO)
Ver Operadores Relacionais e Lógicos (http://www.ead.cpdee.ufmg.br/cursos/C/c.html)
Exemplos
[1] Acender o LED se digitar 1 no monitor serial.
byte estebyte; // variável que vai receber o valor do monitor serial
void setup() {
 pinMode(10, OUTPUT);
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 Serial.println("Digite 1 no Monitor para acender o LED: ");
 while(true)
 { 
 if(Serial.available() > 0)
 { 
 estebyte = Serial.read();
 if(estebyte == '1') // Digitou 1 no Monitor Serial
 { 
 digitalWrite(10, HIGH);
 Serial.println(" LED ACESO!");
 }
 }//end if
 }//end while
}//end loop
http://www.ead.cpdee.ufmg.br/cursos/C/c.html
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 8/9
Figura 5 - Código do bloco de programação Tinkercad.
[2] Acende o LED se digitar 1 no monitor serial senão for 1 apaga.
byte estebyte; // variável que vai receber o valor do monitor serial
void setup() {
 pinMode(10, OUTPUT);
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 Serial.println("Digite 1 no Monitor para acender o LED e qualquer outro para apagar: ");
 while(true)
 { 
 if(Serial.available() > 0)
 { 
 estebyte = Serial.read();
 if(estebyte == '1') // Digitou 1 no Monitor Serial
 { 
 digitalWrite(10, HIGH);
 Serial.println(" LED ACESO!");
 } 
 else
 {
 digitalWrite(10, LOW);
 Serial.println(" LED APAGADO!");
 }
 }//end if
 }//end while
}//end loop
[3] Acende o LED se digitar 1 no monitor serial senão se for 2 apaga.
byte estebyte; // variável que vai receber o valor do monitor serial
void setup() {
 pinMode(10, OUTPUT);
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig046_MCO018703.png
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Arquivo:Fig046_MCO018703.png
28/11/2023, 08:31 MCO018703 2023 2 AULA04 - MediaWiki do Campus São José
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA04 9/9
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 Serial.println("Digite 1 no Monitor para acender o LED e digite 2 para apagar o LED: ");
 while(true)
 { 
 if(Serial.available() > 0)
 { 
 estebyte = Serial.read();
 if(estebyte == '1') // Digitou 1 no Monitor Serial
 { 
 digitalWrite(10, HIGH);
 Serial.println(" LED ACESO!");
 } 
 else if(estebyte == '2') // Digitou 2 no Monitor Serial
 {
 digitalWrite(10, LOW);
 Serial.println(" LED APAGADO!");
 }
 }//end if
 }//end while
}//end loop
[4] Desafio: Acrescente mais um LED no seu experimento e, utilizando o comando switch..case, crie
todas as possibilidades de acender e apagar os dois LEDs.
Responda
1. Para que serve o monitor serial da IDE do Arduino?
2. Quais os controles de fluxo que você viu nessa aula?
3. Dê um exemplo de uso do comando if...else'.
 
Disponível em “https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=MCO018703_2023_2_AULA04&oldid=190214”
Esta página foi modificada pela última vez em 14 de agosto de 2023, às 10h41min.
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA03
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA03
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2#Aulas
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2#Aulas
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA05
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/MCO018703_2023_2_AULA05
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=MCO018703_2023_2_AULA04&oldid=190214