出品：1Z实验室 (1ZLAB： Make Things Easy)

概要

在本节课程阿凯为大家讲解了串口通信的接线方式，ESP32中的串口UART资源与相关API， 并给出了一个UART的小应用实例。

目录

串口通信

UART执行标准UART/USART双工串行通信协议，关于串口通信你需要的预备知识有码元， 波特率， 奇偶校验等概念。

可以在B站上观看串口通信科普视频.

TODO 英文的， 1Z实验室后面有精力也会考虑做一些科普视频

硬件接线

这里介绍的串口通信的使用方式不局限于ESP32开发板。

两个单片机设备进行串口通信，或者单片机通过USB转TTL模块与PC进行串口通信。

如果你对USB转TTL模块比较陌生的话，请打开淘宝自行搜索 USB转TTL模块 。

另外请留意USB转TTL的芯片型号，你可能需要安装其驱动。

我手里的这个USB转TTL的型号是CH340G， Ubuntu自带其驱动。

usb2ttl.png

设备与设备之间至少需要接三个线。如下图所示：

串口连接图.png

关于USB转TTL

GND是地线，提供低电平的参考电压。 接下来就是RX 信息接收端， 还有TX 信息发送端。 单片机A的RX 接单片机B的TX， 单片机B的RX 接单片机A的TX。

**至于VCC接口，可接可不接, 如果USB转TTL的正负极接反了容易导致电脑主板的烧毁。 **

要注意他们两个单片机的工作电压是否匹配，例如ESP32的工作电压是3.3v那么另外一个VCC接口也只能接VCC。 有的USB转TTL模块有3.3v与5v两个接口， 可以将ESP32开发板的VCC与USB转TTL的3.3v接口相连接， 或者将ESP32的VIN接口与USB转TTL的5v接口相连接。

UART构造器

不同于其他MicroPython开发板，ESP32可以自定义管脚作为UART， 不过ESP32自身只有两个UART资源。

导入UART 模块

from machine import UART

UART对象的构造器函数：

UART(id, baudrate, bits, parity, rx, tx, stop, timeout)

id : 串口编号

ESP32的UART资源只有两个， id有效取值范围为1,2

bandrate: 波特率(时钟频率)

常用波特率为：

9600 (默认)

115200

信息接受双方的波特率必须一致，否则会乱码。

bits：单个字节的位数(比特数)

8 (默认)

7

9

parity： 校验方式

None 不进行校验(默认)

0 偶校验

1 奇校验

rx：接收口的GPIO编号

在ESP32上面很多个管脚都可以自定义为UART管脚有效GPIO编号如下：

0，2，4，5，9，10， 12-19， 21-23，25， 26， 34-36， 39

tx：发送口的GPIO编号

有效GPIO管脚编号同rx

stop: 停止位个数

1 (默认)

2

timerout: 超时时间

取值范围： 0 < timeout ≤ 2147483647

演示实例

from machine import UART

uart = UART(2, baudrate=115200, rx=13,tx=12,timeout=10)

UART的API讲解

字符串读写

uart.read(10) # read 10 characters, returns a bytes object

# 读入10个字符， 返回一个比特对象

uart.read() # read all available characters

# 读取所有的有效字符

uart.readline() # read a line

# 读入一行

uart.readinto(buf) # read and store into the given buffer

# 读入并且保存在缓存中

uart.write('abc') # write the 3 characters

# 向串口写入3个字符abc

字符读写

uart.readchar() # read 1 character and returns it as an integer

# 读入一个字符

uart.writechar(42) # write 1 character

# 写入ASCALL码为42的字符

uart.writechar(ord('*')) # 等同于uart.writechar(42)

检测串口是否有数据

uart.any() # returns the number of characters waiting

ESP32串口自发自收实验

接线 将开发板的 13号引脚与12号引脚用杜邦线相连接

'''

ESP32串口通信-字符串数据自发实验

接线 将开发板的 13号引脚与12号引脚用杜邦线相连接。

'''

from machine import UART,Pin

import utime

# 初始化一个UART对象

uart = UART(2, baudrate=115200, rx=13,tx=12,timeout=10)

count = 1

while True:

print('\n\n===============CNT {}==============='.format(count))

# 发送一条消息

print('Send: {}'.format('hello {}\n'.format(count)))

print('Send Byte :') # 发送字节数

uart.write('hello {}\n'.format(count))

# 等待1s钟

utime.sleep_ms(1000)

if uart.any():

# 如果有数据 读入一行数据返回数据为字节类型

# 例如 b'hello 1\n'

bin_data = uart.readline()

# 将手到的信息打印在终端

print('Echo Byte: {}'.format(bin_data))

# 将字节数据转换为字符串 字节默认为UTF-8编码

print('Echo String: {}'.format(bin_data.decode()))

# 计数器+1

count += 1

print('---------------------------------------')

样例输出

===============CNT 1===============

Send: hello 1

Send Byte :

8

Echo Byte: b'hello 1\n'

Echo String: hello 1

---------------------------------------

===============CNT 2===============

Send: hello 2

Send Byte :

8

Echo Byte: b'hello 2\n'

Echo String: hello 2

---------------------------------------

===============CNT 3===============

Send: hello 3

Send Byte :

8

Echo Byte: b'hello 3\n'

Echo String: hello 3

---------------------------------------

课程预告

上文讲解了如何使用ESP32的UART资源，如何发送与接收字符串。 如果后续深入学习的话，可能还涉及到：

PC串口调试助手的使用。

自定义二进制通信协议。二进制数据打包与解包，需要用到python的的struct模块。

使用PySerial让PC与ESP32进行串口通信

推广

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source-uart.png

出品：1Z实验室 (1ZLAB： Make Things Easy)

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参考文献