Arduino: 串口通讯

📁 文件结构

UART_Voice/
├── UART_Voice.ino    # 主程序
├── bsp_uart.hpp         # 头文件（协议帧和函数声明）
├── bsp_uart.cpp         # 实现文件
└── README.md              # 本教程

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🔌 硬件连接

连接到语音模块

💡 注意： RX 和 TX 需要交叉连接！

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🔧 编译上传

第一步：打开 Arduino IDE

1. 打开 UART_Voice.ino 文件

2. 选择你的开发板型号（如 Arduino Uno）

3. 选择对应的串口

第二步：编译上传

1. 点击 ✔️ 按钮编译

2. 点击 ➡️ 按钮上传到开发板

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📡 串口测试

打开Arduino IDE里的串口监视器

• 波特率：115200

• 结束符：无

预期输出

上电后应该看到：

UART Voice Module Initialized

对模块说出唤醒词和命令词，会输出对应的ID：

ID: 1
ID: 2
ID: 10

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📚 协议帧格式

示例： 读取到命令ID=10

FE EF 00 0A EE

示例： 发送命令词播报

FE EF D3 00 EE

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📚 BSP 接口说明

UART_Init()

void UART_Init(void);

功能：初始化串口（波特率 115200）

示例：

void setup() {
  UART_Init();
}

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UART_ReadCommand()

int UART_ReadCommand(void);

功能：读取语音模块识别到的命令ID

返回值：

• 0 - 未识别到命令

• 1~254 - 命令ID

• -1 - 无新数据

示例：

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);

功能：设置被动播报语音

参数：

• 0x00 - 被动播报语类型

示例：

UART_SetPassiveVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetFunctionVoice()

void UART_SetFunctionVoice(uint8_t voiceID);

功能：设置功能词播报语音

参数：

• 0x00 - 功能词播报语类型

示例：

UART_SetFunctionVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetCommandVoice()

void UART_SetCommandVoice(uint8_t voiceID);

功能：设置命令词播报语音

参数：

• 0x00 - 命令词播报语类型

示例：

UART_SetCommandVoice(0x00);
delay(200);

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🎯 主程序逻辑说明

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

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

  UART_SetCommandVoice(0x00);  // 上电播报命令词语音
  delay(200);
}

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

  if (commandId >= 0) {
    // 过滤无效值，防止重复输出
    if (commandId != 0 && commandId != 255 && commandId != lastCommandId) {
      Serial.print("ID: ");
      Serial.println(commandId);
      lastCommandId = commandId;

      // 示例：根据识别到的命令控制播报
      if (commandId == 1) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // 识别到命令1，播报命令词语音
      } else if (commandId == 2) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // 识别到命令2，播报命令词语音
      }
    } else if (commandId == 0 || commandId == 255) {
      if (lastCommandId != 0) {
        lastCommandId = 0;  // 重置状态
      }
    }
  }

  delay(50);
}

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🔍 常见问题

Q1: 没有任何输出

可能原因：

1. RX/TX 接反了

2. GND 没共地

3. 模块没上电

4. 波特率不对

解决方法：

• 确认 D10 接 模块 TX，D11 接 模块 RX（交叉连接）

• 确认 GND 连接

• 确认 5V 供电正常

• 确认串口波特率是 115200

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Q2: 串口只显示乱码

可能原因：

1. 波特率不匹配

2. 模块上电不正常

解决方法：

• 确认串口监视器波特率是 115200

• 按一下模块复位键

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Q3: 输出 "ID: 255" 或 "ID: 0"

说明： 这是正常现象

• 0 = 未识别到命令

• 255 = 无新数据

代码里已经过滤掉这些值了，正常不会输出。如果看到输出，说明代码没生效。

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💡 BSP 架构的优点

代码分层清晰

• bsp_uart.hpp - 只看声明，不看实现

• bsp_uart.cpp - 具体实现细节

• UART_Voice.ino - 只关心业务逻辑

易于移植

如果换其他平台（如 STM32、ESP32），只需要修改 bsp_uart.cpp 的实现，主程序不用改。

易于维护

修改 UART 相关代码只在 bsp_uart.cpp 里，一处修改，处处生效。

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🚀 扩展功能示例

示例1：根据不同命令触发不同播报

if (commandId == 1) {
  UART_SetCommandVoice(0x00);      // 播报命令词
} else if (commandId == 2) {
  UART_SetFunctionVoice(0x00);     // 播报功能词
} else if (commandId == 3) {
  UART_SetPassiveVoice(0x00);      // 播报被动语
}

示例2：控制 LED

if (commandId == 10) {
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // 关灯
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // 播报确认
}

示例3：控制电机

if (commandId == 11) {
  motor_stop();
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // 播报确认
}

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