Smart之串口控制LED灯

1. 说明

  使用Smart智慧控制平台，通过串口控制连接到Arduino的LED。当从串口输出高电平时，开启Arduino开发板上的LED，当串口输出低位电平时，关闭Arduino开发板上的LED。

  LED发光二极管是电子电路中常用的元器件，它便宜且耐用，通常用于信号指示的电路中。在本范例中，我们使用一个LED发光二极管，它的正极（二极管脚较长的一端）与一个电阻相连，LED发光二极管的负极（二极管脚较短的一端）与Arduino开发板的地线(GND)相连。此处使用到一个限流电阻，因为Arduino开发板输出的电流为5V，超出二极管的工作电压，接入电阻后可以降低二极管的电压，避免二极管被击穿。

  此处电阻与Arduino的针脚8相连，因此针脚8为信号输出端，我们在程序中也对该针脚进行了定义。当针脚8输出高位电平时，LED发光二极管点亮；针脚8输出低位电平时，LED发光二极管熄灭。

  通过范例学习，可以掌握TComport组件的基本属性，并结合Arduino开发板，通过串口控制LED灯的功能。

2. 零件连接图

3. 使用零件

序号	零件名称	数量
1	Arduino UNO R3 开发板	1
2	USB数据线	1
3	面包板	1
4	杜邦线	若干
5	LED发光二极管	1
6	220欧姆电阻	1

4. Arduino流程图

5. Arduino程序

  使用Arduino IDE 编译并上传以下Arduino程序。

#define LED_PIN 8                          // 定义第8针脚输出LED亮灭的状态

bool LLedState = false;                    // 设置初始值
int LVal = 0;

void setup() {
   pinMode(LED_PIN, OUTPUT);               //设定第8针脚为输出模式
   Serial.begin(9600);                     //设定通信比特率为9600
}

void loop() {
  if(Serial.available() > 0) {             // 检查是否可以从串口读取数据
    LVal = Serial.read();                  // 从串口读取数据
    if(LVal != 0) {                        // 读取的数据不能为空
      if(LVal == 45) {
        Serial.print("READY");             // 传输准备完成的字符串
      } else {
         OnSerialCommand(LVal);            // 运行LED开关的子程序
      }
      LVal = 0;                            // 重新设定初始值
    } 
  }
 }

void OnSerialCommand(int cmd) {
  if(cmd == 49) {                          // 如果接收到的字符串为'1'
    LLedState = true;                      // 设置LED开关状态为True
  } else if(cmd == 48) {                   // 收到的字串如果'0'
    LLedState = false;                     // 设置LED开关状态为False
  }
  if(LLedState) {                          // 检查LED灯开关状态
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);           // 第8针脚输出高位电平，LED灯亮
    Serial.print("LED_ON_OK");             // 传送LED灯亮的信息
  } else {
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);            // 第8针脚输出低位电平，LED灯灭
    Serial.print("LED_OFF_OK");            // 传送LED灯灭的信息
  }
} 

6. 设计明细

  开启Smart智慧控制平台，分别加入下插图之控件。或者通过点击菜单栏[文件]-[打开项目]选择范例项目文件来打开该范例。

  ①：TImage组件，控件名称为Image1。

  ②：TImage组件，控件名称为Image2，Image2控件显示在Image3上面。

  ③：TImage组件，控件名称为Image3，Image3控件显示在Image2下面。

  ④：TImage组件，控件名称为Image4。

  ⑤：TImage组件，控件名称为Image5。

  ⑥：TComPort组件，控件名称为ComPortLED。

• Main窗体属性设置

  • Caption：主窗体标题，设置为串口控制LED灯。
  • ClientHeight：窗体客户区高度=411。
  • ClientWidth：窗体客户区宽度=720。

• ①Image1属性设置

  • Height：设置图片高度=411。
  • Width：设置图片宽度=720。
  • Picture：设置图片(背景图片)。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

• ②Image2属性设置

  • Height：设置图片高度=50。
  • Width：设置图片宽度=50。
  • Visible：设置图片可见=True。
  • Picture：设置图片(灭灯)。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

• ③Image3属性设置

  • Height：设置图片高度=50。
  • Width：设置图片宽度=50。
  • Visible：设置图片可见=False。
  • Picture：设置图片(亮灯)。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

• ④Image4属性设置

  • Height：设置图片高度=50。
  • Width：设置图片宽度=50。
  • Picture：设置图片(开关开)。

• ⑤Image5属性设置

  • Height：设置图片高度=50。
  • Width：设置图片宽度=50。
  • Picture：设置图片(开关关)。

• ⑥ComPortLED属性设置

  • BaudRate：设置串口通信速率=br9600。
  • DataBits：设置串口传输数据位数=db8。
  • DeviceName：设置串口对应设备的端口号，依据设备实际情况进行填写。
  • Name：控件名称，设置为ComPortLED。

7. 程序设计

7.1. 程序初始设置

  在初始启动时，需打开串口以启动设备与Arduino开发板的连接。

constructor TMyHandler.Create(AOwner: TComponent);
begin
  FThis :=TBaseForm(AOwner);
  //打开串口通信
  FThis.ComPortLED.Open;
end;

7.2. 事件设置

• ④Image4 - OnClick事件

Image4是开关关闭状态的图像，点击该图像，ComPortLED会向串口发送字符'0'，Image4隐藏，显示被遮盖的Image5图像（开关开启状态）。同时Image3(灯灭状态图像)也会隐藏。连接Arduino开发板的LED发光二极管如处于点亮状态则会被熄灭。

procedure TMyHandler.Image4Click;
begin
    //关灯
    FThis.ComPortLED.WriteChar('0');
    FThis.Image4.Visible := False;
    FThis.Image3.Visible := False;    
end;

• ⑤Image5 - OnClick事件

Image5是开关打开状态的图像，点击该图像，ComPortLED会向串口发送字符'1'，Image4（开关关闭状态）会显示并遮住Image5图像。同时Image3(灯灭状态图像)也会显示并遮住Image2图像。连接Arduino开发板的LED发光二极管如果处于熄灭状态则会被点亮。

procedure TMyHandler.Image5Click;
begin
    //开灯
    FThis.ComPortLED.WriteChar('1');
    FThis.Image4.Visible := True;
    FThis.Image3.Visible := True;  
end;

8. 运行结果

  通过工具栏保存，将程序保存为 sdb 项目文件。

  使用鼠标点击工具栏运行（Run），测试运行结果。

  点击右侧的开关图像，开关打开，上方的灯泡切换为亮灯的状态，同时连接Arduino开发板的LED发光二极管处于点亮的状态；在亮灯状态下，点击右侧的开关图像，开关关闭，上方的灯泡切换为灯灭的状态，同时连接Arduino开发板的LED发光二极管处于关闭的状态。