NodeMCU ESP8266 基于Arduino IDE的串口图形化调试教程

前言

在嵌入式的开发过程中，我们经常会采集一些传感器的数据，通常希望将这些数据通过图形化的方式展现出来，因为微控制器的资源有限。

常用的一种方法就是通过串口将数据发送到上位机，然后通过上位机软件将数据图形化显示出来。

我们需要编写一个上位机软件来显示串口的数据，或者使用现成的软件进行对接显示，Arduino IDE中提供好了图形化显示的软件Serial Plotter，这里我们可以简单做一下实验。

Serial Plotter

Serial Plotter 是 Arduino IDE 中的一个工具。Arduino可以将读取的温度、湿度或任何类型的传感器数据，通过串口发送到PC，并通过Serial Plotter进行显示。

Serial Plotter可以将教据可视化为波形，并且支持同时显示多个数据；

由于Serial Plotter和 ESP8266 之间通过 USB 线进行数据交换，因此我们必须保证ESP8266 和 电脑之间通过USB线的连接是完好的。

• 物理连接完好；
• PC安装好相应的串口驱动；

Serial Plotter主要一个XY轴的图形显示界面；具体如下所示；

• X轴：代表时间；X轴一共有500个点，每个点之间的时间是两个连续的Serialprintin 函教调用之间的时间，这个时间通常等于loop()函数的时间；
• Y轴：代表从 Arduino 接收的值。Y 轴会随着值的增加或减少而自动调整；

测试

前期准备

• 确保电脑上安装了软件Arduino IDE，本文使用的版本是2.2.1；
• 准备一块NodeMCU ESO8266开发板，可以通过串口连接到电脑，这里需要保证安装了串口驱动；

打开工具

方法 1

在Arduino IDE的菜单栏上选择，Tools -> Serial Plotter

方法 2

确保开发板已经和电脑连接好，点击图标即可打开Serial Plotter；

测试代码

下面的代码用于显示正弦和余弦函数的曲线，x1显示sin曲线，x2显示cos曲线；具体如下所示；

float timeCnt = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600); 
}

void loop() {

  timeCnt++;
  float t0 = 5;
  float x1 = 10*sin(timeCnt/t0);
  float x2 = 10*cos(timeCnt/t0);
  Serial.print("Sin:");
  Serial.println(x1);
  Serial.print(",");
  Serial.print("Cos:");
  Serial.println(x2);
}

最终的效果如下所示；

Serial Plotter可以自动识别 \r\n或\n作为换行符；
因此，请确保最后一个变量后面有一个换行符；

我们可以使用Serial.print("\n")或者Serial.print("\r\n")在末尾引入换行符，另外我们可以用Serial.println()函数自动追加换行符；

同时显示多个变量，我们可以使用\t（tab）或 （空格）作为分隔符；

曲线的标题后需要加:，Serial Plotter会自动识别出相应的曲线名称；

总结

本文简单介绍了Arduino IDE的工具Serial Plotter的使用，基于NodeMCU ESP8266开发板将串口数据发送到电脑上并进行图形化显示。