В связи с тем что намечаю создание собственного робота управляемого через XBee, мозгом которого будет является компьютер, возникла надобность освоить заранее управление Arduino с помощью USB-интерфейса.

В результате будет создана программа управляющая светодиодом имеющая 4 режима — светиться, не светиться, помигать, помигать n раз.

Будет использоваться русская Qt библиотека qserialdevice. Скачать её можно здесь: qserialdevice

Просто введите в консоль git clone http://gitorious.org/qserialdevice и она появится в текущей папке. Далее следуйте инструкциям в файле Readme_ru.txt.

Сразу стоит сказать что Arduino имеет встроенный преобразователь USB-UART FT232R который обеспечивает виртуальный COM-порт, поэтому управлять платой не сложно. Всю сложную работу по коммутации ПК->Arduino за вас сделает преобразователь и драйвер для него, который обычно уже есть на вашей ОС.

Ещё стоит наверное знать что если вы используете Linux вы можете посылать данные следующим образом: echo _SIGNAL_DATA_ >> /dev/ttyUSB0

Начнём создавать Qt приложение. Сперва нужно создать интерфейс, оболочку и потом реализация посылки данных в Arduino по запросу пользователя.

Заметка для пользователей Linux

1. В файл проекта [project name].pro нужно будет дописать: LIBS += -lqserialdevice

Если при компиляции библиотека не будет найдена тогда зайдите в директорию библиотеки qserialdevice через терминал qserialdevice/src/build/release и скопируйте в папку с библиотеками /usr/lib/: sudo cp libqserialdevice.a /usr/lib

2. Файлы заголовков тоже нужно скопировать. Создайте директорию sudo mkdir /usr/include/qserialdevice . Зайдите в /qserialdevice/src/qserialdevice и скопируйте в /usr/include/: sudo cp * /usr/include/qserialdevice

Потом переходите на уровень выше и копируете другой важный файл: cd .. && sudo cp qserialdevice_global.h /usr/include/

Теперь можно полноценно использовать библиотеку.

Создаём Qt GUI проект обычным методом без формы. В конструктор MainWindow пишем:

        widget = new QWidget();
        grid = new QGridLayout();
        button_show = new QPushButton("Show");
        button_hide = new QPushButton("Hide");
        button_blink = new QPushButton("Blink");
        button_blink_n = new QPushButton("Blink 0");
        editLine = new QLineEdit("0");

        connect(editLine, SIGNAL(textChanged(QString)), this, SLOT(setButtonBlinkN(QString)));

        editLine->setInputMask("9");
        grid->addWidget(button_show, 0, 0);
        grid->addWidget(button_hide, 0, 1);
        grid->addWidget(button_blink, 0, 2);
        grid->addWidget(editLine, 0, 3);
        grid->addWidget(button_blink_n, 0, 4);

        widget->setLayout(grid);

        setCentralWidget(widget);

Будем считать GUI готовым. Весь код целиком с комментариями доступен по этой ссылке:

исходный код

Теперь пора реализовывать работу с USB-интерфейсом. Сначала я хотел сделать для работы свой класс-обёртку, но библиотека qserialdevice и так достаточно абстрагирована поэтому нужды в этом нет.

Начнём с создания функции инициализации initSerial():

AbstractSerial* serial;

...

bool MainWindow::initSerial(QString dev, int baudRate)
{
        serial = new AbstractSerial();

        serial->setDeviceName(dev);

        if(serial->open(AbstractSerial::ReadWrite))
        {
            serial->setBaudRate(baudRate);
        }
        else
        {
            return false;
        }

        return true;
}

Функция инициализирует объект AbstractSerial — указывается устройство dev, скорость baudRate. В случае успеха возвращает — true, иначе — false.

Использование функции в конструкторе MainWindow выглядит так:

if(initSerial(tr("/dev/ttyUSB0"), 9600) == false)
{
    qDebug() << "Error initSerial";
    exit(-1);
}

Далее создаём функцию для отправки данных.

void MainWindow::send(QByteArray &ba)
{
        serial->write(ba);
}

Очень простая функция. Всего-то навсего отправляет массив байтов QByteArray на порт. Массив данных QByteArray - очень удобный класс. Имеет много удобных методов для работы с байтовыми массивами - clear, resize и т.д.

Теперь осталось только сделать обработчики нажатий на кнопки(слоты) и соединить их с кнопками.

/* Not Light :) */

void MainWindow::ShowLigth()
{
        ba[0] = 'S';
        send(ba);
}

void MainWindow::HideLigth()
{
        ba[0] = 'H';
        send(ba);
}

void MainWindow::Blink()
{
        ba[0] = 'B';
        send(ba);
}

void MainWindow::BlinkN()
{
        ba[0] = 'N';
        send(ba);
        ba[0] = (char)editLine->text().toLocal8Bit().at(0);
        send(ba);
}

ShowLigth - включить светодиод, HideLigth - выключить, Blink - дать команду помигать(да, эта функция у меня реализована в самом arduino, но это не важно, каждый сам выбирает способ реализации), BlinkN - дать команду на мигание и послать требуемое количество миганий.

Соединение кнопок с обработчиками в конструкторе MainWindow:

        connect(button_show, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ShowLigth()));
        connect(button_hide, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(HideLigth()));
        connect(button_blink, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(Blink()));
        connect(button_blink_n, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(BlinkN()));

Всё, теперь желаемая функциональность программы реализована!

http://www.youtube.com/watch?v=Drf-hAPUkMY

Теперь в качестве бонуса я создам обработчик получения данных и вывода их в терминал.

Создаём слот для получения данных:

void MainWindow::ReadData()
{
        qDebug() << serial->readAll();
}

Опять же очень просто. Я использовал функцию qDebug(), у неё немного специфический вывод, но для демонстрации подойдёт.

Связываем слот с событием в функции initSerial:

connect(serial, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(ReadData()));

Вот и всё! Теперь вы можете создавать полноценные Qt приложения которые могут иметь возможность связи с вашей Arduino платой либо другим устройством.
Стоит выразить уважение создателю qserialdevice т.к. на самом деле очень удобная и простая библиотека.

Скачать исходный код Qt приложения можно здесь: http://narod.ru/disk/15839336001/ArduinoLigth4.tar.gz.html
Скачать qserialdevice: http://gitorious.org/qserialdevice
Скачать прошивку которую я использовал для arduino: http://narod.ru/disk/15839579001/Blink_serial.pde.html

Видео демонстрация на youtube: http://www.youtube.com/watch?v=Drf-hAPUkMY

Мой блог: http://hacking-root.blogspot.com/