如何在 Arduino 中列印到控制檯

控制檯通常被稱為序列監視器，它就像一扇虛擬窗口，讓你能觀察 Arduino 的運行情況。

它讓你能把資訊從微控制器傳送到電腦，並接收返回的資料。這種雙向通訊對於初學者和經驗豐富的 Arduino 愛好者來說都是一個強大的工具。

本教程將討論使用 Arduino IDE 的序列監視器在控制檯上列印文字或變數。從使用 Serial.print() 和 Serial.println() 的基礎開始，我們將逐步深入到更高級的策略，例如利用 Serial.write() 進行二進位資料傳輸。

在 Arduino 中使用序列監視器列印到控制檯

Arduino IDE 底部有一個控制檯，但我們不能在上面列印任何內容。控制檯只是用來顯示程式碼驗證和編譯時的資訊。

控制檯會顯示程式碼的記憶體使用量（以位元組為單位）以及驗證或上傳程式碼時的錯誤。要列印或顯示儲存在變數中的值，我們可以使用 Arduino IDE 的序列監視器。

序列監視器是 Arduino IDE 的一個內建工具，它讓你能與 Arduino 板進行通訊。它提供了一種便捷的方式，把資料從 Arduino 傳送到電腦，並從電腦接收資料到 Arduino。

我們可以使用 Arduino IDE 工具列上的 Tools 選項卡來啟動序列監視器。

在序列監視器上使用 Serial.print() 和 Serial.println() 函式

我們可以使用 Serial.begin() 函式以特定的鮑率或速度開啟序列通訊。我們可以使用 Serial.print() 和 Serial.println() 函式在序列監視器上列印文字和變數。

Serial.print() 和 Serial.println() 的語法：

Serial.print(data);
Serial.println(data);

參數：

• data：你要傳送到序列埠的資料。它可以是各種類型，包括整數、浮點數、字元和字串。

附加參數（可選）：

• format：這個參數允許你指定列印資料的格式。它可以是以下之一：
  1. DEC：以十進位數列印。
  2. BIN：以二進位數列印。
  3. OCT：以八進位數列印。
  4. HEX：以十六進位數列印。

Serial.print() 和 Serial.println() 的區別在於：print() 函式會列印變數，且游標停留在同一行；而在 println() 函式中，列印變數後游標會移動到下一行。

例如，我們想把兩個變數列印在同一行，把第三個變數列印在下一行。在這種情況下，我們將使用 print() 函式列印第一個變數，然後使用 println() 函式列印第二個變數並把游標移動到下一行，然後再使用 print() 函式列印第三個變數。

讓我們定義一些變數，並把它們列印在序列監視器上。請看下面的程式碼。

範例：

int My_Int = 10;
unsigned long My_TimeStamp = 1416803716;
const char *My_CharArray = {"This is My_CharArray"};
float My_Float = 3.14159266759;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(My_Int);
  Serial.println(My_TimeStamp);
  Serial.println(My_CharArray);
  Serial.print(My_Float, 5);  // prints to five places right of the decimal
}
void loop() {
  // put your code here to run repeatedly
}

這段程式碼首先宣告了幾個不同資料類型的變數。在 setup() 中，序列通訊被設定為 9600 的鮑率。然後，它使用 Serial.print() 和 Serial.println() 列印變數的值。

如果我們只想在序列監視器上列印變數一次，我們可以在 setup() 函式內使用 Serial.print() 函式，因為它只在 Arduino 板通電時運行一次。

如果我們想持續列印一個變數，就必須在 loop() 函式內列印它，因為其中的程式碼會在 Arduino 通電期間循環運行。使用序列監視器，我們可以列印所有資料類型的變數。

輸出：

10
1416803716
This is My_CharArray
3.14159

我們還可以在 Serial.print() 函式中定義第二個參數（就像上面的範例程式碼那樣），它是列印變數值的格式。

例如，對於整數或 long 資料類型，我們可以定義希望以哪種數制顯示，如二進位用 BIN、十進位用 DEC。預設情況下，數字將以十進位數制顯示。

對於浮點數，我們可以定義希望在序列監視器上列印的數字的小數位數。有關 Serial.print() 函式的更多詳細資訊，請查看此連結。

使用 Serial.write() 函式將二進位資料傳送到序列監視器

Serial.print() 函式中的資料將被轉換為 ASCII 表示。如果你想把資料作為位元組流傳送，你可以使用 Serial.write() 函式 來代替 Serial.print() 函式。

在 Arduino 程式設計中，Serial.write() 函式用於透過序列連接傳送二進位資料。它讓你能直接傳送一個位元組或一系列位元組，而不作任何解釋。

當你需要傳輸原始資料或控制代碼時，這尤其有用。

語法：

Serial.write(data);

參數：

• data：你要透過序列連接傳送的位元組或資料陣列。它可以是單個位元組（無符號 char）或位元組陣列。

附加參數（可選）：

• length：要從陣列中傳送的位元組數。這個參數在傳送資料陣列時使用。

Serial.write() 能把二進位資料傳送到控制檯。當處理非文字資料或與需要二進位通訊的其他裝置進行交互時，它非常有用。

範例：

void loop() {
  byte data[] = {0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F};  // ASCII values of "Hello"
  Serial.write(data, sizeof(data));
  delay(1000);
}

這段程式碼把 'H'、'e'、'l'、'l' 和 'o' 的 ASCII 值逐個傳送到序列監視器，每次傳輸之間有 1 秒的延遲。當你運行這段程式碼並打開序列監視器時，"Hello" 會出現在控制檯中。

結論

總之，列印到控制檯就如同揮舞一個強大的除錯和監視工具。透過本指南，我們探索了使用序列監視器的各種方法，從基礎的 Serial.print() 和 Serial.println() 函式，到使用 Serial.write() 進行二進位資料傳輸等高級策略。

透過理解並有效地利用這些技術，你可以在 Arduino 和電腦之間無縫通訊。這開啟了各種可能性，從即時監視感測器資料，到排查複雜的程式碼邏輯。