Was ist Serial.begin (9600)?

Ein Bild sagt mehr als 1000 Wörter (1024 Wörter, wenn Sie mit Computern arbeiten), also werde ich einige Bilder posten …

Ich habe mein Uno so eingerichtet, dass „Fab“ mit 9600 Baud gesendet wird, und die Ergebnisse auf einem Logikanalysator erfasst.

Die rot schattierten Teile sind die“ Leerlauf „-Periode zwischen Bytes.

Aus der obigen Grafik geht hervor, dass die Die Tx-Datenleitung (Senden) ist normalerweise hoch (1), bis sie niedrig abfällt, um den Beginn eines Zeichens (Bytes) anzuzeigen. Dies ist das Startbit . Dann die 8 Datenbits (angezeigt durch weiße Punkte) ) erscheinen mit der Baudrate (9600 Proben pro Sekunde). Danach wird die Linie wieder hoch gebracht. Dies ist das Stoppbit (der rote Teil). Dann sehen wir das Startbit für das nächste Zeichen und so weiter. Der „Stopp“ -Teil kann unbegrenzt lang sein, muss jedoch mindestens eine Bitlänge haben.

Weitere Details für das erste Zeichen (der Buchstabe „F“ oder 0x46 oder 0b01000110) können sein hier zu sehen:

• A – keine Daten (Tx ist hoch)

• B – Das „Startbit“. Die Zeile wird niedrig genommen, um dem Empfänger mitzuteilen, dass ein Zeichen (Byte) zu senden beginnt. Der Empfänger wartet anderthalb Uhrzeiten, bevor er die Leitung abtastet.

• C – Das erste Zeichen kommt an (der Buchstabe „F“ oder 0x46 oder 0b01000110). Es gibt kein Taktbit als solches, die eingehenden Daten werden einfach mit der Baudrate (Übertragungsrate) abgetastet. Im Gegensatz zur SPI-Kommunikation kommen die Daten zuerst mit dem niedrigstwertigen Bit an (falls Sie nicht 8 Bits pro Byte senden). Wir sehen also 01100010 (anstatt 01000110).

• D – Das Stoppbit. Dies ist immer hoch, um sicherzustellen, dass wir zwischen dem Ende dieses Bytes und dem Beginn des nächsten Bytes unterscheiden können. Da das Startbit eine Null und das Stoppbit eine Eins ist, gibt es immer einen klaren Übergang von einem Byte zum nächsten.

• E – Das Startbit für das nächstes Zeichen.

Aus der Erfassung des Logikanalysators geht hervor, dass T1 - T2 0,1041667 ms beträgt und dies geschieht das ist 1/9600:

1 / 9600 = 0.00010416666 seconds 

Die Rate von 9600 gibt Ihnen also die Anzahl der Bits pro Sekunde und umgekehrt ist das Zeitintervall zwischen den Bits .

Andere Überlegungen

• Serielle Kommunikation ist nicht selbstgetaktet (im Gegensatz zu SPI oder I2C und anderen), daher müssen sich Sender und Empfänger auf eine Taktrate einigen.

• Die Taktrate ist auf dem Arduino nicht genau, da die Hardware die Systemuhr herunterteilen muss, um eine serielle Uhr zu erhalten, und die Teilung nicht immer genau ist. Es liegt fast immer ein Fehler vor, der Betrag ist im Datenblatt angegeben (Angaben für einen 16-MHz-Systemtakt, z. B. beim Uno):

  

• Sie können die Anzahl der Datenbits variieren, die Sie nicht senden müssen In 8 von ihnen können Sie tatsächlich 5 bis 9 Bits senden.

• Optional kann nach den Datenbits ein Paritätsbit gesendet werden p>

  • Wenn Sie „ungerade“ Parität angeben, wird das Paritätsbit so gesetzt, dass die Gesamtzahl der 1-Bits ungerade ist.
  • Wenn Sie „gerade“ Parität angeben wird das Paritätsbit so gesetzt, dass die Gesamtzahl der 1-Bits gerade ist.
  • Wenn Sie keine Parität angeben, wird das Paritätsbit weggelassen.

  Dies kann dem Empfänger helfen, zu erkennen, ob die Daten korrekt angekommen sind oder nicht.

• Das Paritätsbit wird vor dem Stoppbit gesendet.

• Bei 9 Datenbits (wie im SeaTalk-Protokoll verwendet) wird das Paritätsbit als 9. Datenbit neu verwendet . Daher können Sie nicht sowohl 9 Datenbits als auch ein Paritätsbit haben.

• Sie können auch zwei Stoppbits haben. Dies verlängert im Grunde nur die Zeit zwischen Bytes Tage „war dies so, dass langsame elektromechanische Geräte das vorherige Byte verarbeiten konnten (z. B. um es zu drucken).

Mögliche Beschädigung

Wenn Wenn Sie serielle Daten in der Mitte eines Streams abhören, ist es durchaus möglich, dass ein 0-Bit in der Mitte des Streams als Startbit interpretiert wird und der Empfänger danach alles falsch interpretiert.

Der einzige wirkliche Weg, dies zu beheben, besteht darin, von Zeit zu Zeit eine ausreichend große Lücke (z. B. 10 Bit lang) zu haben, damit dies nicht passieren kann.

Invertierte Logik

Die hier gezeigten Bits (Logikpegel) werden nicht invertiert. Das heißt, ein 1-Bit ist HIGH und ein 0-Bit ist LOW. Wenn Sie RS232-Geräte haben, wird wahrscheinlich etwas wie -12 gesendet V für ein 1-Bit und +12 V für ein 0-Bit. Dies wird invertiert, weil eine Eins kleiner als th ist Eine Null, spannungsmäßig.

Wenn Sie solche Geräte haben, müssen Sie eine Spannungsumwandlung und eine logische Inversion durchführen. Chips wie der MAX232 erledigen beides für Sie. Sie können auch die -12 V liefern, die zum Ansteuern solcher Geräte erforderlich sind, indem sie diese mithilfe einiger vom Benutzer bereitgestellter Kondensatoren intern erzeugen.

Faustregel

Da wir mit einem Startbit, 8 Datenbits und einem Stoppbit insgesamt 10 Bits haben, können Sie als schnelle Faustregel die Anzahl der Bytes berechnen Sie können in einer Sekunde senden, indem Sie die Bitrate durch 10 teilen.

ZB. Bei 9600 BPS können Sie 960 Byte pro Sekunde senden.

Zu reproduzierender Code:

 void setup() { Serial.begin(9600); Serial.print("Fab"); } void loop () { }  

; TLDR; Es initialisiert den seriellen Kommunikationsanschluss und legt die Baudrate fest. Das Gerät, mit dem Sie kommunizieren (oder Arduino IDE Serial Monitor), muss auf eine passende Baudrate eingestellt sein. Sobald Sie den Port initialisiert haben, können Sie mit dem Senden oder Empfangen von Zeichen beginnen. Arduino-Serienreferenz

Kommentare

• Nicht zu verringern oder zu respektieren @ Nick- Gammon ‚ bietet eine hervorragende Berichterstattung zu diesem Thema.