シリアル ポート通信を使用した Arduino からのストリーミング データの読み取り

Arduino へのプログラムのアップロード

Arduino ボードをコンピューターに接続します。

Arduino IDE を使用して、次のプログラムを Arduino® ボードにアップロードします。このプログラムは正弦波の連続点を書き出し、続いて "キャリッジ リターン" と "改行" の終端文字を書き出します。

/*
 SineWavePoints
 
 Write sine wave points to the serial port, followed by the Carriage Return and LineFeed terminator.
 */

int i = 0;

// The setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
  // Initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
}

// The routine loops forever:
void loop() {
  // Write the sinewave points, followed by the terminator "Carriage Return" and "Linefeed".
  Serial.print(sin(i*50.0/360.0));
  Serial.write(13);
  Serial.write(10);
  i += 1;
}

Arduino への接続の確立

MATLAB で、既存の serialport 接続をすべて閉じます。

delete(serialportfind);

Arduino の接続先のシリアル ポートを見つけます。ポートは Arduino IDE から特定できます。この例では、ポート COM4 に接続できることを Arduino IDE が示しているとします。使用可能なすべてのポートをリストして、このポートがマシン上に存在することを確認します。

serialportlist("available")

ans = 1×2 string
    "COM3"    "COM4"

serialport オブジェクトを作成することにより、Arduino Due に接続します。Arduino コードで指定されたポートとボーを使用します。

serialObj = serialport("COM4",9600)

serialObj = 
  Serialport with properties:

                 Port: "COM4"
             BaudRate: 9600
                  Tag: ""
    NumBytesAvailable: 15

  Show all properties, functions

データのストリーミングを開始するための serialport オブジェクトの準備

serialport オブジェクトを構成するには、そのプロパティを構成し、古いデータをクリアします。

Arduino コードで指定した終端文字と一致するように Terminator プロパティを設定します。

configureTerminator(serialObj,"CR/LF");

serialport オブジェクトをフラッシュして、古いデータを削除します。

flush(serialObj);

Arduino データを保存するために UserData プロパティを準備します。ここでは、Data フィールドに正弦波値が含まれ、収集されたデータ点数を Count で記録する struct として UserData を定義します。この構造により、これらの関連情報に対する系統的かつ効率的なアクセスと更新が可能になります。

serialObj.UserData = struct("Data",[],"Count",1)

serialObj = 
  Serialport with properties:

                 Port: "COM4"
             BaudRate: 9600
                  Tag: ""
    NumBytesAvailable: 0

  Show all properties, functions

新しい MATLAB ファイルで、最初の 1,000 個の ASCII 終端処理された正弦波データ点を読み取って結果をプロットするコールバック関数 readSineWaveData を作成します。この関数は、データをいつプロットするかを決定する引数 maxDataPoints を受け取ります。

function readSineWaveData(src, ~, maxDataPoints)

% Read the ASCII data from the serialport object.
data = readline(src);

% Convert the string data to numeric type and save it in the UserData
% property of the serialport object.
src.UserData.Data(end+1) = str2double(data);

% Update the Count value of the serialport object.
src.UserData.Count = src.UserData.Count + 1;

% If over maxDataPoints points have been collected from the Arduino, switch off the
% callbacks and plot the data, starting from the second point. 
if src.UserData.Count > maxDataPoints
    configureCallback(src, "off");
    plot(src.UserData.Data(2:end));
end
end

終端文字で示された新しいデータが Arduino から読み取りできるようになるたびに readSineWaveData 関数を実行するようにシリアル ポート オブジェクトを構成します。次の configureCallback コマンドは、BytesAvailableFcnMode を "terminator"、BytesAvailableFcn プロパティを readSineWaveData 関数へのハンドルに設定します。

maxDataPoints = 1002; 
configureCallback(serialObj, "terminator", @(src,event) readSineWaveData(src,event,maxDataPoints))

コールバック関数は、最初の 1,000 個のデータ点のプロットを含む MATLAB Figure を開きます。