Arduino: Comunicazione della porta seriale

📁 Struttura dei file

UART_Voice/
├── UART_Voice.ino    # Programma principale
├── bsp_uart.hpp         # Header (frame di protocollo e dichiarazioni delle funzioni)
├── bsp_uart.cpp         # File di implementazione
└── README.md              # Questo tutorial

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🔌 Connessione hardware

Connessione al modulo vocale

💡 Attenzione: RX e TX devono essere collegati in modo incrociato!

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🔧 Compilazione e caricamento

Primo passo: aprire Arduino IDE

1. Aprire il file UART_Voice.ino

2. Selezionare il modello della scheda di sviluppo in uso (ad esempio Arduino Uno)

3. Selezionare la porta seriale corrispondente

Secondo passo: compilazione e caricamento

1. Fare clic sul pulsante ✔️ per compilare

2. Fare clic sul pulsante ➡️ per caricare sulla scheda di sviluppo

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📡 Test della porta seriale

Aprire il monitor seriale in Arduino IDE

• Baud rate: 115200

• Carattere di terminazione: nessuno

Output previsto

Dopo l'alimentazione si dovrebbe vedere:

UART Voice Module Initialized

Pronunciando al modulo la parola di attivazione e una parola di comando, viene emesso l'ID corrispondente:

ID: 1
ID: 2
ID: 10

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📚 Formato del frame di protocollo

Esempio: lettura del comando con ID=10

FE EF 00 0A EE

Esempio: invio della riproduzione di una parola di comando

FE EF D3 00 EE

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📚 Descrizione dell'interfaccia BSP

UART_Init()

void UART_Init(void);

Funzione: inizializza la porta seriale (baud rate 115200)

Esempio:

void setup() {
  UART_Init();
}

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UART_ReadCommand()

int UART_ReadCommand(void);

Funzione: legge l'ID del comando riconosciuto dal modulo vocale

Valore restituito:

• 0 - nessun comando riconosciuto

• 1~254 - ID del comando

• -1 - nessun nuovo dato

Esempio:

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);

Funzione: imposta la voce di riproduzione passiva

Parametri:

• 0x00 - tipo di frase di riproduzione passiva

Esempio:

UART_SetPassiveVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetFunctionVoice()

void UART_SetFunctionVoice(uint8_t voiceID);

Funzione: imposta la voce di riproduzione della parola di funzione

Parametri:

• 0x00 - tipo di frase di riproduzione della parola di funzione

Esempio:

UART_SetFunctionVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetCommandVoice()

void UART_SetCommandVoice(uint8_t voiceID);

Funzione: imposta la voce di riproduzione della parola di comando

Parametri:

• 0x00 - tipo di frase di riproduzione della parola di comando

Esempio:

UART_SetCommandVoice(0x00);
delay(200);

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🎯 Descrizione della logica del programma principale

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

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

  UART_SetCommandVoice(0x00);  // All'accensione riproduce la voce della parola di comando
  delay(200);
}

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

  if (commandId >= 0) {
    // Filtra i valori non validi per evitare output duplicati
    if (commandId != 0 && commandId != 255 && commandId != lastCommandId) {
      Serial.print("ID: ");
      Serial.println(commandId);
      lastCommandId = commandId;

      // Esempio: controlla la riproduzione in base al comando riconosciuto
      if (commandId == 1) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // Comando 1 riconosciuto, riproduci la voce della parola di comando
      } else if (commandId == 2) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // Comando 2 riconosciuto, riproduci la voce della parola di comando
      }
    } else if (commandId == 0 || commandId == 255) {
      if (lastCommandId != 0) {
        lastCommandId = 0;  // Reimposta lo stato
      }
    }
  }

  delay(50);
}

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🔍 Risoluzione dei problemi

Q1: nessun output

Possibili cause:

1. RX/TX invertiti

2. GND non in comune

3. Modulo non alimentato

4. Baud rate errato

Soluzione:

• Confermare che D10 sia collegato al TX del modulo e D11 al RX del modulo (collegamento incrociato)

• Confermare il collegamento di GND

• Confermare che l'alimentazione a 5V sia corretta

• Confermare che il baud rate della porta seriale sia 115200

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Q2: la porta seriale mostra solo caratteri illeggibili

Possibili cause:

1. Baud rate non corrispondente

2. Alimentazione del modulo anomala

Soluzione:

• Confermare che il baud rate del monitor seriale sia 115200

• Premere una volta il pulsante di reset del modulo

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Q3: viene emesso "ID: 255" o "ID: 0"

Nota: è un fenomeno normale

• 0 = nessun comando riconosciuto

• 255 = nessun nuovo dato

Il codice filtra già questi valori, quindi normalmente non viene emesso alcun output. Se compare un output, significa che il codice non è attivo.

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💡 Vantaggi dell'architettura BSP

Chiara stratificazione del codice

• bsp_uart.hpp - si vedono solo le dichiarazioni, non l'implementazione

• bsp_uart.cpp - dettagli dell'implementazione concreta

• UART_Voice.ino - si occupa solo della logica applicativa

Facilità di porting

Se si passa a un'altra piattaforma (ad esempio STM32, ESP32), è sufficiente modificare l'implementazione di bsp_uart.cpp, senza modificare il programma principale.

Facilità di manutenzione

La modifica del codice relativo a UART avviene solo in bsp_uart.cpp: una sola modifica ha effetto ovunque.

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🚀 Esempi di funzionalità estese

Esempio 1: attivare riproduzioni diverse in base ai comandi

if (commandId == 1) {
  UART_SetCommandVoice(0x00);      // Riproduci la parola di comando
} else if (commandId == 2) {
  UART_SetFunctionVoice(0x00);     // Riproduci la voce funzionale
} else if (commandId == 3) {
  UART_SetPassiveVoice(0x00);      // Riproduci la frase passiva
}

Esempio 2: controllo di un LED

if (commandId == 10) {
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // Spegni la luce
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // Riproduci la conferma
}

Esempio 3: controllo di un motore

if (commandId == 11) {
  motor_stop();
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // Riproduci la conferma
}

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