C#与Arduino的对话

ardyPro

功能需求：
       PC机作为上位机，通过串口发送控制指令 F(ading) or B(link) 给Arduino，根据不同指令来实现LED闪烁或者渐明渐暗。

实现方式：
       单片机选用Arduino MEGA 1280，PWM10脚作为输出口，接220欧限流电阻至高亮LED，再与GND脚共地。
   


       上位机用C#作为编程语言，IDE选择VS2010，.Net版本选择了4.0，不过应该能够兼容其它版本的.net framework。之前上位机跟单片机通信时，传递的是字符串，方法是先将PWM值视为ASCII码，转换成对应的Char，然后将Char再转换成String类型。由于ANSI ASCII码表只支持128个字符，所以128-255之间的数在传递的时候就遇到难题，通过串口监视发现，超过127的ASCII发给arduino之后，都被修改为63，导致传输失效。

       现在的方法改为直接传递byte类型的无符号数，解决了这个问题。

       运行界面如下：



       上位机源代码：

1. using System;
   
2. using System.Collections.Generic;
   
3. using System.ComponentModel;
   
4. using System.Data;
   
5. using System.Drawing;
   
6. using System.Linq;
   
7. using System.Text;
   
8. using System.Windows.Forms;
   
9. using System.IO.Ports;
   
10. using System.Threading;
    
11. 
    
12. namespace WindowsFormsApplication1
    
13. {
    
14. public partial class frmMain :
    
15.   Form
    
16.   {
    
17.     int FlashTimes;
    
18.     int FlashCounts;
    
19.     Label FlashingLED;
    
20.     string TextRead;
    
21.     public frmMain()
    
22.     {
    
23.       InitializeComponent();
    
24.     }
    
25.     private int  FillSerialPorts()
    
26.     {
    
27.       int PortCount;
    
28.       PortCount = 0;
    
29.       //加载串口列表
    
30.       SerialPort _tempPort;
    
31.       String[] Portname = SerialPort.GetPortNames();
    
32.       foreach (string str in Portname)
    
33.       {
    
34.         try
    
35.         {
    
36.           _tempPort = new SerialPort(str);
    
37.           _tempPort.Open();
    
38.           if (_tempPort.IsOpen)
    
39.           {
    
40.             cboCOMPorts.Items.Add(str);
    
41.             _tempPort.Close();
    
42.             PortCount++;
    
43.           }
    
44.         }
    
45.         catch (Exception ex)
    
46.         {
    
47.           tsMessage.Text = ex.ToString();
    
48.         }
    
49.       }
    
50.       if (!(PortCount ==0))
    
51.         cboCOMPorts.SelectedIndex =0;
    
52.       tsCOMPort.Text = cboCOMPorts.Text;
    
53.       return PortCount;
    
54.     }
    
55.     private void trkPWM_ValueChanged(object sender, EventArgs e)
    
56.     {
    
57.       lblPWM.Text = trkPWM.Value.ToString ();
    
58.     }
    
59.     private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    
60.     {
    
61.       txtRead.Clear();
    
62.       if (cboCOMPorts.Text == "")
    
63.       {
    
64.         tsMessage.Text = "尚未选择串口！";
    
65.       }
    
66.       else
    
67.       {
    
68.         if (!serialPort1.IsOpen)
    
69.         {
    
70.           serialPort1.PortName = cboCOMPorts.Text;
    
71.           serialPort1.Open();
    
72.           try
    
73.           {
    
74.             tsCOMPort.Text = cboCOMPorts.Text;
    
75.             tsCOMState.Text = "开启";
    
76.           }
    
77.           catch (Exception ex)
    
78.           {
    
79.             tsMessage.Text = ex.ToString(); // "串口打开过程中遇到错误，串口不存在或者已经被占用！";
    
80.             tsCOMPort.Text = "";
    
81.             tsCOMState.Text = "已断开";
    
82.           }
    
83.         }
    
84.         if (serialPort1.IsOpen)
    
85.         {
    
86.           if (rbFading.Checked)
    
87.           {
    
88.             serialPort1.Write("F");
    
89.             byte[] bytesToSend = new byte[1] ;
    
90.             bytesToSend[0] =Convert.ToByte ( trkPWM.Value *2.55 ); //疑问：当Value=100，ToByte=255，但是((int)(trkPWM.Value * 2.55)).ToString()却是254？
    
91.             serialPort1.Write(bytesToSend, 0, 1);
    
92. 
    
93.             //serialPort1.Write( ((Char ) ((int) trkPWM.Value *2.55 )).ToString () ); //这个方法不能传递高于127的数
    
94.             //tsMessage.Text = ((int)(trkPWM.Value * 2.55)).ToString();
    
95.           }
    
96.           else
    
97.           {
    
98.             serialPort1.Write("B");
    
99.             serialPort1.Write(Convert.ToChar(Convert.ToInt16(trkPWM.Value)).ToString());
    
100.           }
     
101.           FlashLED(lblRX, 10);
     
102.         }
     
103.       }
     
104.     }
     
105.     private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
     
106.     {
     
107.       FillSerialPorts();
     
108.       trkPWM.Value = 80;
     
109.     }
     
110.     private void FlashLED(Label LED, int Count)
     
111.     {
     
112.       FlashingLED = LED;
     
113.       FlashCounts = Count;
     
114.       timer1.Enabled = true;
     
115.     }
     
116.     private void DisplayText(object sender, EventArgs e)
     
117.     {
     
118.       txtRead.AppendText(TextRead);
     
119.     }
     
120.     private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
     
121.     {
     
122.       if (chkReceive.Checked)
     
123.       {
     
124.         TextRead = serialPort1.ReadExisting();
     
125.         this.Invoke(new EventHandler(DisplayText));
     
126.         FlashLED(lblRX, 10);
     
127.       }
     
128.     }
     
129.     private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
     
130.     {
     
131.       //add flash times
     
132.       if (FlashTimes <= FlashCounts)
     
133.       {
     
134.         FlashingLED.Visible = !FlashingLED.Visible;
     
135.         FlashTimes++;
     
136.       }
     
137.       else
     
138.       {
     
139.         timer1.Enabled = false;
     
140.         FlashCounts = 0;
     
141.         FlashTimes = 0;
     
142.         FlashingLED.Visible = true;
     
143.       }
     
144.     }
     
145. 
     
146.     private void frmMain_Activated(object sender, EventArgs e)
     
147.     {
     
148.       if (cboCOMPorts.Items.Count ==0 )
     
149.         FillSerialPorts ();
     
150.     }
     
151.     private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
     
152.     {
     
153.       serialPort1.Close();
     
154.       timer1.Enabled = false;
     
155.     }
     
156.     private void pictureBox1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
     
157.     {
     
158.       pictureBox1.Invalidate();
     
159.       int yOffset=100;
     
160.       int yBase = 40;
     
161.       int xOffset = 40;
     
162.       int i ;
     
163.       int x=0;
     
164.       Pen p = new Pen(Color.Yellow ,1);
     
165.       Graphics g = e.Graphics;
     
166.       if (trkPWM.Value ==100)
     
167.         g.DrawLine(p, pictureBox1.Left , pictureBox1.Height - yOffset , pictureBox1.Left + 10 , pictureBox1.Height - yOffset ); // __
     
168.       else
     
169.         g.DrawLine(p, pictureBox1.Left , pictureBox1.Height - yBase, pictureBox1.Left + 10 , pictureBox1.Height - yBase); // __
     
170.       for (i = 0; i <= 5; i++)
     
171.       {
     
172.         x = 100 * i;
     
173.         if (!((trkPWM.Value ==0 )||(trkPWM.Value ==100)))
     
174.           g.DrawLine(p, pictureBox1.Left + 10 + x, pictureBox1.Height - yBase, pictureBox1.Left + 10 + x, pictureBox1.Height - yOffset); // |
     
175.         //p.Color = Color.Blue ;
     
176.         xOffset = trkPWM.Value;
     
177.         g.DrawLine(p, pictureBox1.Left + 10 + x, pictureBox1.Height - yOffset, pictureBox1.Left + 10 + xOffset + x, pictureBox1.Height - yOffset);//--
     
178.         if (!((trkPWM.Value == 0) || (trkPWM.Value == 100)))
     
179.           g.DrawLine(p, pictureBox1.Left + 10 + xOffset + x, pictureBox1.Height - yOffset, pictureBox1.Left + 10 + xOffset + x, pictureBox1.Height - yBase);//|
     
180.         g.DrawLine(p,pictureBox1.Left + 10 + xOffset + x, pictureBox1.Height - yBase, pictureBox1.Left + 10 + xOffset + x + 100 -trkPWM.Value , pictureBox1.Height - yBase);//__
     
181.         e.Graphics.DrawString(trkPWM.Value.ToString () + "%", panel1.Font , new SolidBrush(Color.White ), panel1.Left +  120 , 5, StringFormat.GenericDefault);
     
182.       }
     
183.     }
     
184.     private void frmMain_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
     
185.     {
     
186.       if (serialPort1.IsOpen)
     
187.         serialPort1.Close();
     
188.     }
     
189.     private void 清空ToolStripMenuItem1_Click(object sender, EventArgs e)
     
190.     {
     
191.       txtRead.Clear();
     
192.     }
     
193.   }
     
194. }
     

复制代码

ardyPro

Arduino程序源代码：

1. //COPYRIGHT DECLARATION
   
2. //THIS APPLICATION IS A DEMOSTRATION APPLICATON FOR EDUCATION PURPOSE ONLY. YOU CAN USE OR
   
3. //REDISTRIBUTE IT FREELY ON CONDITION THAT YOU WOULD NOT MAKE MONEY OF IT.
   
4. 
   
5. //THE DESKTOP APPLICATON WHICH IS PROGRAMMED IN C# WOULD SEND CONTROL CODE AND PARAMETERS, IF ANY,
   
6. //TO THE ARDUINO, THE MICROCONTROLLER WOULD MAKE THE LED FADING OR BLINKING IN ACCORDANCE
   
7. //WITH THE CONTROL CODE, THEN.
   
8. //SINCE THIS IS MY FIRST APPLICATION IN EITHER C# AND ARDUINO, THERE MIGHT BE SOME BUGS IN IT,
   
9. //IF YOU RUN INTO ANY EXCEPTIONS, PLEASE REPORT THEM TO ME AT [email protected].
   
10. 
    
11. //HISTORY
    
12. //VER 0.101 1:32 2011-7-31
    
13. //Add Fade function to the application
    
14. //VER 0.100 16:45 2011-7-30
    
15. //Add blink function to the application
    
16. 
    
17. char CMD;           //command
    
18. int pwmValue;       //PWM value
    
19. int PinOUT=10;      //output pin
    
20. int Interval = 10;
    
21. 
    
22. void setup()
    
23. {
    
24.   Serial.begin(9600);
    
25.   pinMode(PinOUT, OUTPUT);    //set the pin 10 as output pin
    
26.   CMD = 'F';
    
27.   pwmValue = 50;
    
28. }
    
29. void loop()
    
30. {
    
31.   if (Serial.available())
    
32.   {
    
33.     char PrevCMD;
    
34.     PrevCMD = CMD;
    
35.     CMD = Serial.read();
    
36.     switch(CMD)
    
37.     {
    
38.     case 'B':   //Blink
    
39.       //read PWM value in readPWMValue routine
    
40.       pwmValue = readPWMValue();
    
41.       break ;
    
42.       //any other CASE statement
    
43.     case 'F':   //Fading
    
44.       pwmValue = readPWMValue();
    
45.       break;
    
46.     default :
    
47.       CMD = PrevCMD; //当没有按键或者控制指令无效时，继续执行原来的指令
    
48.       break;
    
49.     }
    
50.   }
    
51. 
    
52.   //if there is no chars income, then execute the last command
    
53.   switch(CMD)
    
54.   {
    
55.   case 'B':
    
56.     setPWM(pwmValue);
    
57.     break;
    
58.   case 'F':
    
59.     ledFading(pwmValue);
    
60.     break;
    
61. 
    
62.   default:
    
63.     break;
    
64.   }
    
65. }
    
66. int readPWMValue()
    
67. {  
    
68.   int Value;
    
69.   while (!Serial.available())
    
70.   {
    
71.     //wait for another incoming char
    
72.   }
    
73.   Value=Serial.read();
    
74. 
    
75.   Serial.print("Parameters received: ");
    
76.   Serial.println(Value);
    
77. 
    
78.   return Value;
    
79. }
    
80. void setPWM(int Value)
    
81. {
    
82.   int i;
    
83. 
    
84.   Serial.println(Value);
    
85. 
    
86.   for (i=0; i<=100; i++)
    
87.   {  
    
88.     //debug
    
89.     Serial.print(i);
    
90.     Serial.print(" / ");
    
91.     if (i<= Value)
    
92.     {
    
93.       digitalWrite(PinOUT,HIGH);
    
94. 
    
95.       //Debug
    
96.       Serial.println("HIGH");
    
97.     }
    
98.     else
    
99.     {
    
100.       digitalWrite(PinOUT,LOW);
     
101. 
     
102.       //DEBUG
     
103.       Serial.println("LOW");
     
104.     }
     
105.     delay(Interval);
     
106.   }
     
107. }
     
108. void ledFading(int Value)
     
109. {  
     
110.   Serial.print("Fading Value: ");
     
111.   Serial.println(Value);
     
112.   int i;
     
113.   /*
     
114.     if (Value>=255)
     
115.    Value = 255;
     
116.    else
     
117.    if (Value<=0);
     
118.    Value =0;
     
119.    */
     
120. 
     
121.   //fade in
     
122.   for (i=0; i<=Value; i++)
     
123.   {
     
124.     analogWrite(PinOUT, i);
     
125.     Serial.println(i);
     
126.     delay(Interval);
     
127.   }
     
128. 
     
129.   delay(500);
     
130. 
     
131.   //fade out
     
132.   for (i=Value; i>=0; i--)
     
133.   {
     
134.     analogWrite(PinOUT,i);
     
135.     Serial.println(i);
     
136.     delay(Interval);
     
137.   }
     
138. 
     
139.   delay(500);
     
140. 
     
141. }
     

复制代码

davidce

赞一个{:soso_e100:}

プ汏坏疍

大神级人物，向您致敬！

infowalker

这个很给力呀。。。直接输入pwm了

h784533

C#可以直接开发么？求详细资料

h784533

仔细看了下代码，明白c#只是用来串口通信。呵呵，支持楼主

ardyPro

h784533 发表于 2012-2-27 11:20
C#可以直接开发么？求详细资料

Netduino是用C#开发的，支持调试，弱点就是库比arduino的少

SS15

ardyPro 发表于 2012-2-28 02:53
Netduino是用C#开发的，支持调试，弱点就是库比arduino的少

Netduino的致命弱点：速度慢
相同处理器条件下

ardyPro

SS15 发表于 2012-2-28 10:26
Netduino的致命弱点：速度慢
相同处理器条件下

是吗？我没用过，对我来讲，相同功能，netduino贵多了，不划算。

难道是因为.net CF的原因？今天看到一篇文章介绍，奇瑞汽车自主研发的机械臂，执行用实时系统，但是数据运算就是在WinCE平台上做的，WinCE上面也带的有一坨.net CF呢

SS15

ardyPro 发表于 2012-2-29 00:04
是吗？我没用过，对我来讲，相同功能，netduino贵多了，不划算。

难道是因为.net CF的原因？今天看 ...

.net 平台的中间代码在翻译成机器代码过程中必然消耗资源，占用时间。

.net 只是WinCE的一个组件，应用程序快慢和.net这个组件没关系，而是与是否运行于这个组件上有关。

一般的机械臂实时性要求不太高，WinCE拿来做两三百公里的无人机飞控运算都基本够用了。速度再高，就得RTOS了。

自由创客

上位机是以后开发的重要支撑，不管是电脑还是手机的上位机，求基础学习资料

xushu

呵呵！不错啊！

Dream

if (serialPort1.IsOpen)
        {
          if (rbFading.Checked)
          // 第二个if 是干嘛的？没看懂

ttyp

Dream 发表于 2012-12-14 23:43
if (serialPort1.IsOpen)
        {
          if (rbFading.Checked)

是否显示内容打勾的意思