Arduino: Comunicación por puerto serie

📁 Estructura de archivos

UART_Voice/
├── UART_Voice.ino    # Programa principal
├── bsp_uart.hpp         # Archivo de cabecera (tramas de protocolo y declaraciones de funciones)
├── bsp_uart.cpp         # Archivo de implementación
└── README.md              # Este tutorial

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🔌 Conexión del hardware

Conexión al módulo de voz

💡 Nota: ¡RX y TX deben conectarse en cruz!

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🔧 Compilar y subir

Paso 1: Abrir el Arduino IDE

1. Abra el archivo UART_Voice.ino

2. Seleccione el modelo de su placa de desarrollo (por ejemplo, Arduino Uno)

3. Seleccione el puerto serie correspondiente

Paso 2: Compilar y subir

1. Haga clic en el botón ✔️ para compilar

2. Haga clic en el botón ➡️ para subir a la placa de desarrollo

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📡 Prueba del puerto serie

Abrir el monitor de puerto serie del Arduino IDE

• Velocidad en baudios: 115200

• Final de línea: Ninguno

Salida esperada

Tras encender debería ver:

UART Voice Module Initialized

Diga la palabra de activación y las palabras de comando al módulo y se emitirán los ID correspondientes:

ID: 1
ID: 2
ID: 10

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📚 Formato de trama del protocolo

Ejemplo: se lee el ID de comando = 10

FE EF 00 0A EE

Ejemplo: se envía la reproducción de una palabra de comando

FE EF D3 00 EE

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📚 Descripción de la interfaz BSP

UART_Init()

void UART_Init(void);

Función: inicializar el puerto serie (velocidad en baudios 115200)

Ejemplo:

void setup() {
  UART_Init();
}

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UART_ReadCommand()

int UART_ReadCommand(void);

Función: leer el ID del comando reconocido por el módulo de voz

Valor devuelto:

• 0 - no se ha reconocido ningún comando

• 1~254 - ID de comando

• -1 - no hay datos nuevos

Ejemplo:

int id = UART_ReadCommand();
if (id > 0) {
  Serial.print("识别到命令: ");
  Serial.println(id);
}

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UART_SetPassiveVoice()

void UART_SetPassiveVoice(uint8_t voiceID);

Función: establecer la voz de reproducción pasiva

Parámetro:

• 0x00 - tipo de frase de reproducción pasiva

Ejemplo:

UART_SetPassiveVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetFunctionVoice()

void UART_SetFunctionVoice(uint8_t voiceID);

Función: establecer la voz de reproducción de palabras de función

Parámetro:

• 0x00 - tipo de frase de reproducción de palabras de función

Ejemplo:

UART_SetFunctionVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetCommandVoice()

void UART_SetCommandVoice(uint8_t voiceID);

Función: establecer la voz de reproducción de palabras de comando

Parámetro:

• 0x00 - tipo de frase de reproducción de palabras de comando

Ejemplo:

UART_SetCommandVoice(0x00);
delay(200);

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🎯 Descripción de la lógica del programa principal

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  UART_Init();

  Serial.println("UART Voice Module Initialized");

  UART_SetCommandVoice(0x00);  // Reproducir la voz de palabra de comando al encender
  delay(200);
}

void loop() {
  int commandId = UART_ReadCommand();

  if (commandId >= 0) {
    // Filtrar valores no válidos para evitar salidas repetidas
    if (commandId != 0 && commandId != 255 && commandId != lastCommandId) {
      Serial.print("ID: ");
      Serial.println(commandId);
      lastCommandId = commandId;

      // Ejemplo: controlar la reproducción según el comando reconocido
      if (commandId == 1) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // Comando 1 reconocido: reproducir la voz de palabra de comando
      } else if (commandId == 2) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // Comando 2 reconocido: reproducir la voz de palabra de comando
      }
    } else if (commandId == 0 || commandId == 255) {
      if (lastCommandId != 0) {
        lastCommandId = 0;  // Restablecer el estado
      }
    }
  }

  delay(50);
}

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🔍 Solución de problemas

Q1: No hay ninguna salida

Posibles causas:

1. RX/TX están invertidos

2. GND no comparte tierra común

3. El módulo no está alimentado

4. Velocidad en baudios incorrecta

Soluciones:

• Confirme que D10 se conecta al TX del módulo y D11 al RX del módulo (conexión en cruz)

• Confirme la conexión de GND

• Confirme que la alimentación de 5V sea normal

• Confirme que la velocidad en baudios del puerto serie sea 115200

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Q2: El puerto serie solo muestra caracteres ilegibles

Posibles causas:

1. La velocidad en baudios no coincide

2. El módulo no se alimenta correctamente

Soluciones:

• Confirme que la velocidad en baudios del monitor de puerto serie sea 115200

• Pulse una vez el botón de reinicio del módulo

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Q3: Se emite "ID: 255" o "ID: 0"

Nota: esto es normal

• 0 = no se ha reconocido ningún comando

• 255 = no hay datos nuevos

Estos valores ya se han filtrado en el código y normalmente no se emitirán. Si ve que se emiten, significa que el código no está surtiendo efecto.

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💡 Ventajas de la arquitectura BSP

Capas de código claras

• bsp_uart.hpp - solo se ven las declaraciones, no la implementación

• bsp_uart.cpp - los detalles concretos de implementación

• UART_Voice.ino - solo se ocupa de la lógica de negocio

Fácil de portar

Si cambia a otra plataforma (como STM32 o ESP32), solo necesita modificar la implementación de bsp_uart.cpp; el programa principal no necesita cambios.

Fácil de mantener

Las modificaciones del código relacionado con UART se realizan solo en bsp_uart.cpp; se modifica una vez y surte efecto en todas partes.

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🚀 Ejemplos de funciones ampliadas

Ejemplo 1: Activar distintas reproducciones según distintos comandos

if (commandId == 1) {
  UART_SetCommandVoice(0x00);      // Reproducir palabra de comando
} else if (commandId == 2) {
  UART_SetFunctionVoice(0x00);     // Reproducir palabra de función
} else if (commandId == 3) {
  UART_SetPassiveVoice(0x00);      // Reproducir frase pasiva
}

Ejemplo 2: Controlar un LED

if (commandId == 10) {
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // Apagar la luz
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // Reproducir confirmación
}

Ejemplo 3: Controlar un motor

if (commandId == 11) {
  motor_stop();
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // Reproducir confirmación
}

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