西电A测:串口通信仿真

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题目:Arduino UNO(Atmega328P)通过串行接口组件与上位机 PC 进行双向 通信。PC 机用串口调试助手软件向 Arduino UNO 发送学生自己的学号,Arduino UNO 收到后在 LCD 上显示学生的学号,并且向 PC 机发送 “OK” 。PC 机上的串口调试助手软件接收窗口显示收到的字符串“OK”。

intro

西电 2022 年秋 A测 题2,仅供大家学习参考。

希望能为忙于考研/推免的 XDUer 省点事(

软件安装

干活居然不给软件(
本次用到的软件有4个:

  • Proteus:仿真软件;
  • Virtual Serial Port Driver(VSPD):用于创建虚拟串口;
  • XCOM:用于串口调试(可以换串口调试助手、SSCOM 等其他软件);
  • Arduino IDE:用于芯片编程;

下载地址与安装教程如下(截至 2022.9.11 有效):
proteus 下载
vspd(虚拟串口)、xcom(串口助手)下载
arduino 下载

流程

1. 创建虚拟串口

打开 VSPD ,点击右边的 Add pair 创建一对虚拟串口(默认是 COM1 和 COM2 )。
创建虚拟串口

这里的 COM1 到 4 都是虚拟串口,两两一组构成一个虚拟的串口通信线路,多开的两个是用来测试的;COM6 是物理串口,不碰它就是了。

2. 使用 XCOM 测试串口

直接运行 XCOM V2.0.exe,在右上角选择串口 COM2 后,COM1 留至仿真时使用:
打开 XCOM 并改串口

这里打开两个窗口进行测试(COM3 和 COM4):
串口测试
COM3 确实收到了 COM4 发送的信息,注意这里需要保持 XCOM 打开且停留在接受信息的串口才能收到。

3. Arduino 编程

完整代码如下:

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal.h>				// LCD控制相关的库
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); 	// 初始化对象
String str = "";	// 用于暂存后面读取的数据(学号)

// 这部分代码仅在开始运行一次
void setup() {
  Serial.begin(9600);	// 初始化串口
  lcd.begin(16, 2);		// 定义LCD的列数和行数
  lcd.print("Hello(");
}

// 这部分会无限循环
void loop() {
  if (Serial.available()>0){
    // 清除LCD上一次显示
    lcd.clear();
    lcd.println("STUDENT ID");
    lcd.setCursor(0, 1);
  	
    // 循环读取串口信息
    while (Serial.available()>0){
      str += char(Serial.read());
      delay(10);		// 如果不加延迟,可能会无法读取到完整的字符串
    }
    
    // LCD显示,返回OK
    lcd.print(str);
    Serial.println("OK");
    str = "";
  }
}

打开首选项
首选项
显示详细输出,两个都选上
显示详细输出

端口选择 COM1:
arduino配置

点击左上角 验证,完成后打开右下角目录(注意AppData是隐藏文件夹):
验证

找到 *.ino.hex 文件,复制出来备用(建议放在后面的 proteus 项目文件夹下)
取出文件

4. 仿真

用 proteus 打开附件给的项目文件 Serial communication.pdsprj
项目文件

双击左上角芯片打开设置,这里改为前面的 *.ino.hex 文件,然后确定
芯片设置

双击右下串口组件,设置端口为 COM1:
串口设置

点击左下角仿真,LCD 有输出(Hello)
仿真

XCOM 选择 COM2,输入信息后点击发送
XCOM传输信息

最后结果:
最后

FAQ

1. Arduino IDE 编译后没有文件地址
打开首选项
首选项
显示详细输出,两个都选上
显示详细输出

2. 编译后没有 *.ino.hex
注意这里生成的 .ino.hex 文件不在项目(源文件)目录下,一般会生成在 C:\\Users\\lenovo\\AppData\\Local\\Temp\\arduino_build_**** 目录下

3. hello 显示不出来
确认一下这里是不是改了(重开项目/软件后可能会重置,也可能是上次编辑完忘保存了)
确认

4. 打开 XCOM 报错
打开 XCOM /修改 XCOM 串口时报错如图
打开串口失败
可能的原因:

  1. 之前打开过的虚拟串口关掉后没开(比如昨天 XCOM 使用 COM3 后关掉,今天重新打开 XCOM 但没有开 COM3);
  2. 虚拟串口被占用(仿真开着,另一个 XCOM 占用着等);

解决:
先关掉 XCOM ,看看 VSPD 里面对应的串口是否开了,是否占用,然后重开。
图中串口后面有 [9600-N-8-1] 之类的就说明该串口被占用(仿真开着 / XCOM 在使用该串口)。可以在 XCOM 中换一下串口,看看这里有没有变化,没有变化就需要重开 XCOM。
检查串口占用

5. 关于串口占用
不要在 XCOM 占着 COM1 时跑仿真,也不要两个 XCOM 同时选一个串口。

6. 双击芯片弹出 Internal Exception: access violation in module 'LXLCORE.DLL'[00028A28]

  1. 尝试用管理员权限打开文件 / proteus
  2. 尝试重新下载学校的文件
  3. 新建工程,把原文件的元件整个复制过去(见评论)

最后

这种时间出个A测属实难顶,好在除了找软件麻烦点,其他都是点点调库完事,加油罢(

果然不该留到半夜再肝,刚发现游戏日常忘刷了(淦

ref

VSPD+XCOM+Proteus仿真stm32串口通信

Arduino 串口的使用

Proteus 8.9 模拟仿真Arduino控制点亮LED

Arduino – LiquidCrystal库

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