Arduino 系列：Arduino Leonardo 系列 (基于 ATmega32U4)_（10）.USB通信编程.docxVIP

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USB通信编程

1.USB通信概述

USB(UniversalSerialBus)通用串行总线是一种标准的通信接口，广泛用于连接计算机和其他设备。ArduinoLeonardo系列基于ATmega32U4微控制器，支持原生USB通信。这意味着Leonardo可以直接作为USB设备与计算机通信，而不需要通过额外的USB-to-Serial转换器。

1.1USB通信的优势

原生支持：Leonardo系列可以直接通过USB与计算机通信，无需额外硬件。

高效：USB通信速度远高于传统的串行通信。

多功能：可以实现多种USB设备类型，如鼠标、键盘、MIDI设备等。

易用性：通过简单的代码就可以实现复杂的USB功能。

1.2USB通信的实现方式

串行通信：通过Serial对象实现。

HID(HumanInterfaceDevice)：通过Keyboard和Mouse对象实现。

MIDI：通过MIDI对象实现。

CDC(CommunicationDeviceClass)：通过Serial对象实现。

2.串行通信

2.1基本概念

串行通信是一种将数据一位一位顺序传输的通信方式。在ArduinoLeonardo上，Serial对象用于实现USB串行通信。与传统的Arduino系列（如Uno）不同，Leonardo的USB串行通信是通过原生USB实现的，而不是通过USB-to-Serial转换器。

2.2代码示例

2.2.1基本串行通信

以下是一个简单的示例，展示了如何使用Serial对象进行基本的USB串行通信。

//代码示例：基本串行通信

voidsetup(){

//初始化串行通信，波特率设置为9600

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

//检查是否有数据从计算机发送过来

if(Serial.available()0){

//读取一个字节的数据

charincomingChar=Serial.read();

//在串行监视器中显示接收到的数据

Serial.print(Received:);

Serial.println(incomingChar);

//回复接收到的数据

Serial.print(Echo:);

Serial.println(incomingChar);

}

//延时100毫秒

delay(100);

}

2.2.2串行数据解析

有时需要解析从计算机发送过来的复杂数据。以下示例展示了如何解析和处理多字节的串行数据。

//代码示例：串行数据解析

constintmaxBufferSize=50;

charbuffer[maxBufferSize];

intbufferIndex=0;

voidsetup(){

//初始化串行通信，波特率设置为9600

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

//检查是否有数据从计算机发送过来

while(Serial.available()0){

//读取一个字节的数据

charincomingChar=Serial.read();

//如果读到结束符（例如\n），则处理缓冲区中的数据

if(incomingChar==\n){

//添加结束符

buffer[bufferIndex]=\0;

//处理缓冲区中的数据

processCommand(buffer);

//重置缓冲区

bufferIndex=0;

}else{

//将数据添加到缓冲区

buffer[bufferIndex]=incomingChar;

bufferIndex++;

//防止缓冲区溢出

if(bufferIndex=maxBufferSize){

bufferIndex=0;

}

}

}

//延时100毫秒

delay(100);

}

voidprocessCom