Arduino: 串列埠通訊

📁 檔案結構

UART_Voice/
├── UART_Voice.ino    # 主程序
├── bsp_uart.hpp         # 頭文件（協議幀和函數聲明）
├── bsp_uart.cpp         # 實現文件
└── README.md              # 本教程

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🔌 硬體連接

連接到語音模組

💡 注意： RX 和 TX 需要交叉連接！

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🔧 編譯上傳

第一步：開啟 Arduino IDE

1. 開啟 UART_Voice.ino 檔案

2. 選擇你的開發板型號（如 Arduino Uno）

3. 選擇對應的串列埠

第二步：編譯上傳

1. 點擊 ✔️ 按鈕編譯

2. 點擊 ➡️ 按鈕上傳到開發板

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📡 串列埠測試

開啟Arduino IDE裡的串列埠監視器

• 鮑率：115200

• 結束符：無

預期輸出

上電後應該看到：

UART Voice Module Initialized

對模組說出喚醒詞和命令詞，會輸出對應的ID：

ID: 1
ID: 2
ID: 10

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📚 協定訊框格式

範例： 讀取到命令ID=10

FE EF 00 0A EE

範例： 發送命令詞播報

FE EF D3 00 EE

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📚 BSP 介面說明

UART_Init()

void UART_Init(void);

功能：初始化串列埠（鮑率 115200）

範例：

void setup() {
  UART_Init();
}

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UART_ReadCommand()

int UART_ReadCommand(void);

功能：讀取語音模組辨識到的命令ID

傳回值：

• 0 - 未辨識到命令

• 1~254 - 命令ID

• -1 - 無新資料

範例：

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

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UART_SetPassiveVoice()

void UART_SetPassiveVoice(uint8_t voiceID);

功能：設定被動播報語音

參數：

• 0x00 - 被動播報語類型

範例：

UART_SetPassiveVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetFunctionVoice()

void UART_SetFunctionVoice(uint8_t voiceID);

功能：設定功能詞播報語音

參數：

• 0x00 - 功能詞播報語類型

範例：

UART_SetFunctionVoice(0x00);
delay(200);

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UART_SetCommandVoice()

void UART_SetCommandVoice(uint8_t voiceID);

功能：設定命令詞播報語音

參數：

• 0x00 - 命令詞播報語類型

範例：

UART_SetCommandVoice(0x00);
delay(200);

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🎯 主程式邏輯說明

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

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

  UART_SetCommandVoice(0x00);  // 上電播報命令詞語音
  delay(200);
}

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

  if (commandId >= 0) {
    // 過濾無效值，防止重複輸出
    if (commandId != 0 && commandId != 255 && commandId != lastCommandId) {
      Serial.print("ID: ");
      Serial.println(commandId);
      lastCommandId = commandId;

      // 示例：根據識別到的命令控制播報
      if (commandId == 1) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // 識別到命令1，播報命令詞語音
      } else if (commandId == 2) {
        UART_SetCommandVoice(0x00);  // 識別到命令2，播報命令詞語音
      }
    } else if (commandId == 0 || commandId == 255) {
      if (lastCommandId != 0) {
        lastCommandId = 0;  // 重置狀態
      }
    }
  }

  delay(50);
}

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🔍 常見問題

Q1: 沒有任何輸出

可能原因：

1. RX/TX 接反了

2. GND 沒共地

3. 模組沒上電

4. 鮑率不對

解決方法：

• 確認 D10 接 模組 TX，D11 接 模組 RX（交叉連接）

• 確認 GND 連接

• 確認 5V 供電正常

• 確認串列埠鮑率是 115200

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Q2: 串列埠只顯示亂碼

可能原因：

1. 鮑率不匹配

2. 模組上電不正常

解決方法：

• 確認串列埠監視器鮑率是 115200

• 按一下模組復位鍵

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Q3: 輸出 "ID: 255" 或 "ID: 0"

說明： 這是正常現象

• 0 = 未辨識到命令

• 255 = 無新資料

程式碼裡已經過濾掉這些值了，正常不會輸出。如果看到輸出，說明程式碼沒生效。

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💡 BSP 架構的優點

程式碼分層清晰

• bsp_uart.hpp - 只看宣告，不看實作

• bsp_uart.cpp - 具體實作細節

• UART_Voice.ino - 只關心業務邏輯

易於移植

如果換其他平台（如 STM32、ESP32），只需要修改 bsp_uart.cpp 的實作，主程式不用改。

易於維護

修改 UART 相關程式碼只在 bsp_uart.cpp 裡，一處修改，處處生效。

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🚀 擴充功能範例

範例1：根據不同命令觸發不同播報

if (commandId == 1) {
  UART_SetCommandVoice(0x00);      // 播報命令詞
} else if (commandId == 2) {
  UART_SetFunctionVoice(0x00);     // 播報功能詞
} else if (commandId == 3) {
  UART_SetPassiveVoice(0x00);      // 播報被動語
}

範例2：控制 LED

if (commandId == 10) {
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // 關燈
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // 播報確認
}

範例3：控制馬達

if (commandId == 11) {
  motor_stop();
  UART_SetCommandVoice(0x00);     // 播報確認
}

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