Arduino: シリアルポート通信
📁 ファイル構成
UART_Voice/
├── UART_Voice.ino # メインプログラム
├── bsp_uart.hpp # ヘッダーファイル（プロトコルフレームと関数宣言）
├── bsp_uart.cpp # 実装ファイル
└── README.md # 本チュートリアル🔌 ハードウェア接続
音声モジュールへの接続
💡 注意： RX と TX はクロス接続が必要です！
🔧 ビルドとアップロード
ステップ 1：Arduino IDE を開く
UART_Voice.inoファイルを開くお使いの開発ボードの型番を選択する（例：Arduino Uno）
対応するシリアルポートを選択する
ステップ 2：ビルドとアップロード
✔️ ボタンをクリックしてビルド
➡️ ボタンをクリックして開発ボードにアップロード
📡 シリアルポートテスト
Arduino IDE のシリアルモニタを開く
ボーレート：115200
終端文字：なし
期待される出力
電源投入後に以下のように表示されるはずです：
UART Voice Module Initializedモジュールにウェイクワードとコマンドワードを話しかけると、対応する ID が出力されます：
ID: 1
ID: 2
ID: 10📚 プロトコルフレームのフォーマット
例： コマンド ID=10 を読み取った場合
FE EF 00 0A EE例： コマンドワードの再生を送信
FE EF D3 00 EE📚 BSP インターフェースの説明
UART_Init()
void UART_Init(void);機能：シリアルポートを初期化する（ボーレート 115200）
例：
void setup() {
UART_Init();
}UART_ReadCommand()
int UART_ReadCommand(void);
機能：音声モジュールが認識したコマンド ID を読み取る
戻り値：
0- コマンドが認識されていない1~254- コマンド ID-1- 新しいデータがない
例：
int id = UART_ReadCommand();
if (id > 0) {
Serial.print("识别到命令: ");
Serial.println(id);
}UART_SetPassiveVoice()
void UART_SetPassiveVoice(uint8_t voiceID);機能：パッシブ再生音声を設定する
パラメータ：
0x00- パッシブ再生フレーズのタイプ
例：
UART_SetPassiveVoice(0x00);
delay(200);UART_SetFunctionVoice()
void UART_SetFunctionVoice(uint8_t voiceID);機能：機能ワードの再生音声を設定する
パラメータ：
0x00- 機能ワード再生フレーズのタイプ
例：
UART_SetFunctionVoice(0x00);
delay(200);UART_SetCommandVoice()
void UART_SetCommandVoice(uint8_t voiceID);機能：コマンドワードの再生音声を設定する
パラメータ：
0x00- コマンドワード再生フレーズのタイプ
例：
UART_SetCommandVoice(0x00);
delay(200);🎯 メインプログラムのロジック説明
void setup() {
Serial.begin(115200);
UART_Init();
Serial.println("UART Voice Module Initialized");
UART_SetCommandVoice(0x00); // 電源投入時にコマンドワードの音声を再生
delay(200);
}
void loop() {
int commandId = UART_ReadCommand();
if (commandId >= 0) {
// 無効値をフィルタリングして重複出力を防止
if (commandId != 0 && commandId != 255 && commandId != lastCommandId) {
Serial.print("ID: ");
Serial.println(commandId);
lastCommandId = commandId;
// 例: 認識したコマンドに応じて再生を制御
if (commandId == 1) {
UART_SetCommandVoice(0x00); // コマンド1 を認識したらコマンドワードの音声を再生
} else if (commandId == 2) {
UART_SetCommandVoice(0x00); // コマンド2 を認識したらコマンドワードの音声を再生
}
} else if (commandId == 0 || commandId == 255) {
if (lastCommandId != 0) {
lastCommandId = 0; // 状態をリセット
}
}
}
delay(50);
}🔍 よくある問題
Q1: 何も出力されない
考えられる原因：
RX/TX が逆に接続されている
GND が共通接地されていない
モジュールに電源が入っていない
ボーレートが正しくない
解決方法：
D10 がモジュールの TX に、D11 がモジュールの RX に接続されていることを確認する（クロス接続）
GND の接続を確認する
5V が正常に供給されていることを確認する
シリアルポートのボーレートが 115200 であることを確認する
Q2: シリアルに文字化けしか表示されない
考えられる原因：
ボーレートが一致していない
モジュールの電源投入が正常でない
解決方法：
シリアルモニタのボーレートが 115200 であることを確認する
モジュールのリセットボタンを一度押す
Q3: "ID: 255" または "ID: 0" が出力される
説明： これは正常な現象です
0= コマンドが認識されていない255= 新しいデータがない
コード内でこれらの値はすでにフィルタリングされているため、通常は出力されません。出力が見られる場合は、コードが反映されていないことを示します。
💡 BSP アーキテクチャの利点
コードの階層化が明確
bsp_uart.hpp - 宣言のみを見て、実装は見ない
bsp_uart.cpp - 具体的な実装の詳細
UART_Voice.ino - ビジネスロジックのみを扱う
移植が容易
他のプラットフォーム（STM32、ESP32 など）に変更する場合、bsp_uart.cpp の実装を変更するだけでよく、メインプログラムを変更する必要はありません。
保守が容易
UART 関連のコードの変更は bsp_uart.cpp 内だけで完結し、1 か所の変更で全体に反映されます。
🚀 拡張機能の例
例 1：コマンドに応じて異なる再生をトリガーする
if (commandId == 1) {
UART_SetCommandVoice(0x00); // コマンドワードを再生
} else if (commandId == 2) {
UART_SetFunctionVoice(0x00); // 機能ワードを再生
} else if (commandId == 3) {
UART_SetPassiveVoice(0x00); // パッシブ再生フレーズを再生
}例 2：LED を制御する
if (commandId == 10) {
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // 消灯
UART_SetCommandVoice(0x00); // 確認フレーズを再生
}例 3：モーターを制御する
if (commandId == 11) {
motor_stop();
UART_SetCommandVoice(0x00); // 確認フレーズを再生
}