عیب‌یابی سریال مانیتور

سریال مانیتور پنجرهٔ گفت‌وگوی شما با برد است: برد پیام می‌فرستد و شما متن تایپ می‌کنید. اما گاهی پنجره خالی می‌ماند، حروف نامفهوم چاپ می‌شود یا ورودی شما بی‌جواب می‌ماند. تقریباً همهٔ این‌ها ریشه در چند قاعدهٔ ساده دارد که در این درس یکی‌یکی مرور می‌کنیم.

کانال سریال چطور کار می‌کند؟

سریال مانیتور روی کانال UART (ارتباط سریال غیرهم‌زمان) سوار است. روی Uno این کانال به پین‌های دیجیتال ۰ (RX) و ۱ (TX) وصل است و همان کانال از طریق تراشهٔ تبدیل USB به سریال به رایانه هم می‌رسد؛ یعنی چیزی که در مانیتور می‌بینید و چیزی که روی پین ۰ و ۱ می‌گذرد یکی است — برای همین هنگام آپلود هم هیچ چیز دیگری نباید به این دو پین وصل باشد.

برای اینکه دو طرف حرف هم را بفهمند، باید با یک سرعت توافق‌شده کار کنند؛ این سرعت باود ریت (Baud Rate) است و واحدش بیت در ثانیه است. در کد با Serial.begin(9600) و در منوی کشویی پایین پنجرهٔ مانیتور تنظیم می‌شود. دو قاعدهٔ دیگر مانیتور:

• پایان خط (Line Ending) — منوی کنار باود ریت تعیین می‌کند که با زدن Send چه چیزی به انتهای متن شما اضافه شود: هیچ، Newline (کاراکتر \n)، Carriage return (کاراکتر \r) یا Both NL & CR. توابعی مثل Serial.parseInt به یک پایان خط برای فهمیدن پایان عدد نیاز دارند؛ پیش‌فرض Newline انتخاب خوبی است.
• Show timestamp — چک‌باکس بالای پنجره به هر خط، زمان چاپ را اضافه می‌کند؛ برای سنجش فاصلهٔ زمانی رخدادها مفید است.

یک نکتهٔ مهم: باز کردن سریال مانیتور در IDE 2 برد را ریست می‌کند تا اسکچ از اول اجرا شود؛ پس اگر مانیتور را بعد از کار باز کنید، برنامه از ابتدای setup() شروع می‌شود و این عمداً چنین است.

جدول مشکلات رایج و رفع آن‌ها

نکتهٔ آخر مهم است: پورت سریال یک منبع انحصاری است و نمی‌تواند هم‌زمان به دو برنامه سرویس بدهد؛ به همین دلیل اگر آپلود با خطای دسترسی به پورت مواجه شد، اولین کار بستن سریال مانیتور است. تشخیص و رفع کامل این مورد را در درس خطاهای آپلود با پیام Access is denied دیده‌اید.

گرفتن عدد از کاربر: Serial.parseInt

برد فقط بایت می‌گیرد؛ برای خواندن یک عدد کامل که کاربر تایپ کرده، تابع Serial.parseInt ارقام پشت سر هم را جمع می‌کند تا به پایان عدد برسد. این اسکچ را آپلود کنید:

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    int value = Serial.parseInt();
    Serial.print("Received: ");
    Serial.println(value);
  }
}

توضیح خط‌به‌خط:

1. Serial.available() تعداد بایت‌های رسیدهٔ خوانده‌نشده را می‌دهد؛ اگر صفر باشد، یعنی چیزی نفرستاده‌اند و منتظر نمی‌مانیم.
2. Serial.parseInt() تا رسیدن پایان خط (کاراکتر \n که گزینهٔ Newline اضافه می‌کند) ارقام را می‌خواند و عدد کامل می‌سازد.
3. Serial.print بدون پایان خط چاپ می‌کند و Serial.println بعد از عدد، خط را می‌بندد؛ ترکیبشان یک سطر تمیز می‌سازد.

حالا در کادر ورودی مانیتور عدد 42 را بنویسید و Send بزنید:

اگر عدد نفرستید و کادر را خالی Send کنید، parseInt پس از مهلت پیش‌فرض یک ثانیه‌ای عدد صفر برمی‌گرداند؛ در کد واقعی می‌توانید این حالت را با چک کردن مقدار مدیریت کنید.

تمرین‌ها

:::

خلاصه

• سریال مانیتور روی کانال UART پین ۰ و ۱ و تراشهٔ USB به سریال سوار است.
• باود ریت دو سمت باید یکی باشد؛ ناهم‌خوانی یعنی حروف نامفهوم.
• Serial.begin در setup شرط هر چاپی است و println خط را می‌بندد.
• پایان خط Newline برای توابعی مثل parseInt لازم است و باز کردن مانیتور برد را ریست می‌کند.
• پورت سریال انحصاری است؛ پیام port busy با بستن برنامه‌های دیگر رفع می‌شود.

مانیتور حالا پنجرهٔ بی‌دردسر گفت‌وگوی شما با برد است؛ با این پنج درس، ابزارهای عیب‌یابی از کنسول تا مولتی‌متر را کامل در اختیار دارید.