（Day 6）ESP32 與 ATmega328P 的 UART 通訊（Part 2）

2022 iThome 鐵人賽

DAY 6

自我挑戰組

PixelBit 可以這樣玩！系列第 6 篇

14th鐵人賽 pixel:bit esp32 uart

Zack Huang

團隊超級奶爸康樂團

2022-09-17 13:08:32

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這篇文章將會接續上一篇「ESP32 與 ATmega328P 的 UART 通訊（Part 1）」。

教學原文參考：ESP32 與 ATmega328P 的 UART 通訊

程式撰寫

4. ATmega328P 發送訊息的程式

接下來讓我們來看 ATmega328P 發送訊息的程式，請開啟第三個程式「03.UART_Send_ATmega328p」。

完整程式碼如下所示：

int text = 1;

void setup() {
  Serial.begin(57600);

}

void loop() {
  Serial.println(text);
  text++;
  if (text > 100) text = 1;
  delay(1000);
}

作為訊息發送者的 ATmega328P，程式較為簡單，只要單純的發送即可。

首先新增一個整數類型的變數「text」，並設定初始值為 1。並於 setup 區塊同樣啟用 UART 功能 Serial，並賦予傳輸速率同樣為「57600」。兩塊控制器速率需要相同，這樣才能正常收發訊息。

int text = 1;

void setup() {
  Serial.begin(57600);
}

在 loop 區塊，我們透過「Serial.println」這個程式發送一行訊息，訊息內容為變數 text 儲存的數字。發送完後將變數 text 儲存的數字累加 1，接著檢查數字是否超過 100，如果超過會將 text 儲存的數字強制更改成 1。

void loop() {
  Serial.println(text);
  if (++text > 100) 
		text = 1;
  delay(1000);
}

經由暫停毫秒程式「delay(1000)」，會讓程式以每隔 1 秒的時間發送訊息，訊息內容為 1~100。

5. 上傳程式到 ATmega328P 的方法

首先將 Pixel:Bit 上面的 UART 切換開關，切至「PRO MINI」模式。

於「工具」＞「開發板」的欄位選擇「Arduino Pro or Pro Mini」這塊開發板，並於處理器選項選擇「ATmega328P(3.3V, 8 MHz)」。一樣選擇正確的「序列埠」，序列埠的編號會依照您自己的電腦設定而與下圖有所不同。

最後按下燒錄按鈕，將程式燒錄到 ATmega328P。

6. 切換互連模式

當兩邊的程式都燒錄完成後，就能將 UART 模式切換開關切至互連模式「GO」，這個模式會讓 ESP32 與 ATmega328P 連接在一起。

切換過去後重新拔插 Micro USB，此時 ATmega328P 就會開始發送資料，ESP32 接收到資料後就會顯示在螢幕上。

六、進階程式撰寫

經過前面的教學，相信大家對於兩顆控制器燒錄程式的方法、收發程式的方式與互連的部份，已有了些許的概念。

接下來讓我們提高一點程式難度，改發送有意義的文字，並讓接收端除了接收訊息外，增加比對文字的步驟。依照收到的訊息，顯示對應的文字顏色。

讓我們這次先從發送者開始，請先開啟第五個程式「05.UART_Send2_ATmega328p」。

完整程式碼如下所示：

void setup() {
  Serial.begin(57600);
}

void loop() {
  Serial.println("Red");
  delay(1000);
  Serial.println("Green");
  delay(1000);
  Serial.println("Blue");
  delay(1000);
  Serial.println("Gray");
  delay(1000);
}

可以看到程式碼內 loop 的區塊，以每秒的頻率發送表示顏色的文字訊息，分別是「Red」、「Green」、「Blue」與「Gray」。

小知識

「Serial.println(“Red”)」實際上發送的訊息是「Red\r\n」，而不是單純的「Red」，\r 表示的是確認鍵或輸入鍵（鍵盤上的 Enter），\n 則是換行的意思。因為 \r\n 是表示訊息的呈現方式，所以透過序列埠監控視窗或是顯示螢幕的程式將「Red\r\n」印出來時，並不會真的顯示\r\n出來，只會顯示「Red」，但不代表它們不存在。

接著讓我們來看接收端的程式，這個程式包含接收後比對，與顯示的部份，請開啟第四個程式「04.UART_Read_and_Show2_ESP32」。

讓我們直接來看比對與顯示的程式，比對的部分需要將「\r\n」一併做比對，雖然顯示時看不到，但確實有傳送過來，若是忽略這兩個東西，比對是會失敗的喔。

if (inChar == '\n') {
	tft.fillScreen(TFT_BLACK);
	tft.setCursor(0, 0);
  tft.setTextSize(7);
	if (inputString == "Red\r\n") {
	  tft.setTextColor(TFT_RED, TFT_BLACK);
	}
	else if (inputString == "Green\r\n") {
	  tft.setTextColor(TFT_GREEN, TFT_BLACK);
	}
	else if (inputString == "Blue\r\n") {
	  tft.setTextColor(TFT_BLUE, TFT_BLACK);
	}
	else {
	  tft.setTextColor(TFT_DARKGREY, TFT_BLACK);
	}
	tft.println("Color");
	inputString = "";
}

在顯示的地方我們依照比對到的訊息，在設定顯示文字顏色的地方一併更改對應的顏色。例如收到「Red\r\n」，文字就呈現紅色。

看完了兩邊的程式，就讓我們依照之前教過的步驟，分別燒錄程式到 ESP32 與 ATmega328P 裡。

燒錄完成後請將 UART 模式開關切換至「GO」，成功的話就能看到如下方的畫面（綠色的部分錄影顯示不是很清楚）。

小結

在這個單元，我們學習了如何透過顯示螢幕顯示資訊，並且分別在兩顆控制器燒錄對應的程式，讓它們能進行通訊。在接下來的單元，我們時常會用到互連的功能，將我們要執行的任務拆分給 ESP32 與 ATmega328P。若是之後不熟悉的話，可以再回到這個單元複習。

PixelBit 可以這樣玩！系列第 6 篇