今天我們來玩兒串口。

概述

ESP32 芯片有3 個UART 接口，UART0，UART1，UART2，支持異步通信和 IrDA，通信速度最高可達 5Mbps，3 個接口可以被 DMA 或 CPU 直接訪問，3 個串口帶發送接收 FIFO，共享 1024*8bit 的 RAM，通過串口，我們可以非常方便的跟其它外設進行通信或者打印數據。

硬件

上圖是硬件參考設計，我把默認的串口標注出來了，我們可以在Arduino的庫中看到默認的引腳，如下圖：

UART0 引腳直接在函數里面定義了，UART1、UART2使用宏定義，大家還記得我們在GPIO章節中說的嗎，ESP32有GPIO矩陣，外設都可以隨意映射到絕大部分的引腳，比如我們想把UART2的引腳改變到GPIO26 GPIO27這兩個上，我們直接調用相關函數就行了，這些都是可以實現的，硬件上非常靈活。

U0TXD 線上需串聯 499 ? 電阻用于抑制 80 MHz 諧波。ESP32 UART 串口電路如下圖所示：

這里還需要注意下，UART1的默認引腳為GPIO9,、GPIO10，這兩個接口一般用于連接外部Flash，程序中默認使用這兩個引腳的，所以我們在用的時候一定記得改到別的IO口。

軟件

關于串口的一些概念，包括原理，波特率，停止位，奇偶校驗，流控等概念，這些概念非常基礎，這里就不展開篇幅說了，需要的小伙伴自行了解，不同芯片，原理都是一樣的。

我們講一下基礎的使用：

首先我們需要在setup()中對串口進行初始化，非常簡單，就一行代碼搞定：

Serial.begin(115200);

這里默認是UART0的，將UART0波特率初始化為115200，其它參數都是默認的，如果我們想將UART0的TX RX改一下呢，我們看下面：

Serial.begin(115200,SERIAL_8N1,26,27);

通過上面的函數，我們就把RX改到了26，TX改到了27，第一個參數為波特率設置，如果輸入0就會自動監測波特率，第二個為串口配置參數，SERIAL_8N1為8位數據位，無校驗位，1位停止位的意思，還有其它參數，大家可以自行到源碼中看看，加深印象。

看到這里才體會到GPIO矩陣的妙處，硬件設計大大的簡化啊！

關于串口的函數，我們這里介紹幾個常用的，完整的可以在HardwareSerial類中看到。

void begin(unsigned long baud, uint32_t config=SERIAL_8N1, int8_t rxPin=-1, int8_t txPin=-1, bool invert=false, unsigned long timeout_ms = 20000UL); //串口初始化
void end();//失能串口
void updateBaudRate(unsigned long baud);//重新設置波特率
int available(void);//返回串口接收緩沖區中的數據
int read(void);//返回串口接收緩沖區的一個字節的數據，之后將緩沖區中的本字節刪除
void flush(void);//等待串口收發數據完畢
size_t write(uint8_t);//寫數據到TX緩沖區
size_t setRxBufferSize(size_t);//設置接收緩沖區的大小

這里只是簡單展示幾個函數，具體的用法有不懂的，或者想了解全部函數的，可以在arduino-esp32中打開具體的庫看用法，只有這樣，大家才能深刻了解，老宇哥這里只是帶大家進門。

庫函數中有標準輸入輸出函數，所以打印函數必不可少的了，我們常用的打印函數如下：

Serial.print("芯片之家!"); //打印數據
Serial.println("This is a uart0 demo!"); //打印并換行

當然，也可以各種格式化打印，大家可以自行嘗試！

Serial.println(data) //從串行端口輸出數據，跟隨一個回車（ASCII 13, 或 'r'）和一個換行符（ASCII 10, 或 'n'）。這個函數所取得的值與 Serial.print()一樣。
Serial.println(b) //以十進制形式輸出b的ASCII編碼值，并同時跟隨一個回車和換行符。
Serial.println(b, DEC)// 以十進制形式輸出b的ASCII編碼值，并同時跟隨一個回車和換行符。
Serial.println(b, HEX) //以十六進數據形式輸出b的ASCII編碼值，并同時跟隨一個回車和換行符。
Serial.println(b, OCT)//以八進數據形式輸出b的ASCII編碼值，并同時跟隨一個回車和換行符。
Serial.println(b, BIN)//以二進數據形式輸出b的ASCII編碼值，并同時跟隨一個回車和換行符。
Serial.print(b, BYTE)//以單個字節輸出b，并同時跟隨一個回車和換行符。
Serial.println(str)//如果 str是一個字符串或數組，輸出整個 str的 ASCII編碼字符串。
Serial.println()//僅輸出一個回車和換行符。

完整程序1：

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop()
{
  Serial.print("芯片之家!"); 
  Serial.println("This is a uart0 demo!"); 
  delay(1000);
}

完整程序2：

int recData; //接收的數據
 
void setup() {
  Serial.begin(115200); 
}
 
void loop() {
  // 收到什么發什么數據
  if (Serial.available() > 0) {
    // 讀取一個字節
    recData = Serial.read();
    Serial.print("received: ");
    Serial.println(recData,HEX);
  }
}