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A测题目名称: 双机串口通信系统

news 来源：原创 2025/5/16 8:59:41

题目名称: 双机串口通信系统

一、题目要求

软件环境：推荐采用 Proteus 8.9 SP2 及以上仿真软件，Arduino IDE。

实现功能：使用 2 个 Arduino UNO 微控制器，搭建一个双机串口双向通信系统。

·功能：2个Arduino UNO（A机和B机）通过软件串行接口连接进行双向通信。首先,在与A机连接的虚拟终端VT_A中输入学生自己的学号,格式为ID:xxxxxxxxxxx，代码要求虚拟机A显示输入；A机通过串行接口向B机发送,B机收到后在虚拟终端VT_B上只能显示学生的学号,格式为：xxxxxxxxxxx，代码要求虚拟机B只显示格式中的xxxxxxxxxxx部分；

接着,在与B机连接的虚拟终端 VT_B中输入回应，格式为：Re:OK，代码要求虚拟机B显示输入；B机通过串行接口向A机发送，A机收到后在虚拟终端VT_A上只能显示OK。

二、设计思路

两个Arduino UNO开发板通过软串口建立通信时，通常采用IO4与IO5引脚互联的方式。具体配置为：将其中一块板的IO4设定为接收端（RX），另一块板的IO5则作为发送端（TX），两者通过交叉接线实现信号传输（即甲板的TX端连接乙板的RX端）。这种硬件对接方式可构建双向数据通道，使两个微控制器能够互相收发信息，其连接示意图如下所示：

三、仿真结果展示

1.虚拟终端 VT_A 输入学号（输入自己学号）截图（包括此时的虚拟终端 VT_B）

2.B 机收到后虚拟终端 VT_B 显示学号截图（包括此时的虚拟终端 VT_A）

3.虚拟终端 VT_B 输入回应截图（包括此时的虚拟终端 VT_A）

4.A 机收到后虚拟终端 VT_A 显示回应截图（包括此时的虚拟终端 VT_B）

四、程序设计（用Arduino编写)

A机源代码：

#include <SoftwareSerial.h>

// 定义软串口的引脚
SoftwareSerial mySerial(4, 5); // RX, TX

void setup() {
    Serial.begin(9600); // 初始化默认串口
    mySerial.begin(9600); // 初始化软串口
}

void loop() {
    // 从虚拟终端 VT_A 接收输入
    if (Serial.available()) {
        String input = Serial.readStringUntil('\n'); // 读取输入直到换行
        Serial.println(input); // 显示输入
        
        // 检查格式并发送到 B 机
        if (input.startsWith("ID:")) {
            String studentID = input.substring(3); // 提取学号部分
            mySerial.println(studentID); // 发送学号到 B 机
        }
    }

    // 从 B 机接收回应
    if (mySerial.available()) {
        String response = mySerial.readStringUntil('\n'); // 读取回应直到换行
        if (response.startsWith("Re:")) {
            String reply = response.substring(3); // 提取回应内容
            Serial.println(reply); // 显示回应内容
        }
    }
}

B机源代码：

#include <SoftwareSerial.h>

// 定义软串口的引脚
SoftwareSerial mySerial(4, 5); // RX, TX

void setup() {
    Serial.begin(9600); // 初始化默认串口
    mySerial.begin(9600); // 初始化软串口
}

void loop() {
    // 从 A 机接收学号
    if (mySerial.available()) {
        String studentID = mySerial.readStringUntil('\n'); // 读取学号直到换行
        Serial.println(studentID); // 显示完整学号
    }

    // 从虚拟终端 VT_B 接收回应
    if (Serial.available()) {
        String input = Serial.readStringUntil('\n'); // 读取输入直到换行
        Serial.println(input); // 显示输入
        
        // 检查格式并发送回 A 机
        if (input.startsWith("Re:")) {
            mySerial.println(input); // 发送回应到 A 机
        }
    }

    // 接收来自 A 机的回应
    if (mySerial.available()) {
        String response = mySerial.readStringUntil('\n'); // 读取回应直到换行
        Serial.println(response); // 显示 OK
    }
}

备注：代码有一丢丢小问题，就是图1和图2结果会同时出现，图3和图4同理。但由于时间紧（其实是懒。。。）没有再改代码，大家可以自己添加修改。又或者其实用Backspace键就能轻松得到题中要求的4张图的效果。（🐶