Arduino仿真の痛

~~不要心血来潮做硬件仿真，会变得不幸。~~

前言

如果你学的不是软工而是计算机，那么你的遇到大作业可以变得多种多样！

我在开学前看这个硬件课设的大纲时，里面有一些软硬结合的项目，看上去都是以软件系统的形式作为最终呈现，所以我一个软件人早早地就看准了大纲中的一个偏软件的选题，但是新冠疫情完美诠释了什么叫做『天不遂人愿』——像上半年的操作系统课设一样——题目又被改了：4个Arduino编程，1个纯软件编码查看器，还有一个明确了不给高分的加法器模拟，直接把家里蹲的我从万事俱备整成不知所措，不过想到队友都在校，主动权必然是队友掌握，我也就不管选什么题了。

不得不说队友真是非常amazing啊，过了几天领到Arduino UNO开发板直接开始研究，两天之后硬件功能已经实现了，我当然不好意思腆着脸坐等项目完成，想着能否参与一下软件功能的实现，想不到有个大坑正等着我。

仿真环境搭建

我们需要下载安装Proteus和Arduino IDE。
然后根据网上收集到的一些教程^[1]^[2]^[3]逐步搭建仿真环境。

坑：

问题出在测试虚拟串口连接时，无论如何都搜不到两个串口，自然也无法看到串口助手中显示出信息了。

一开始我还以为是代码的问题或者是配置的问题，但不管怎么尝试就是读不到串口，就差重启电脑了。

巧了。

搜到一个VMware的串口问题^[4]，里面说虚拟机不支持热插拔，要重启电脑，事到如今也顾不得浏览器开着几十个窗口了，反正之后可以恢复，重启就重启吧。然后

好了。

可以读到串口了。

挺好。

随后根据课设的要求模拟了测试体温的程序：

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8); // 根据电路连接情况设置

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  long rand = random(359, 420);
  float output = rand / 10.0;
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.println(output);
  Serial.println(output);
  delay(1000);
}

软件与串口通信

秉持着『非必要不学新语言』的一贯原则，C#上位机必然不是我的首选，机缘巧合下发现了Node.js下有一个SerialPort^[5]，加之我正好在学前端，遂大喜，这样就可以基于Node.js搭建一个简陋的前后端来提供友好的交互。

SerialPort的文档写得其实一般，所以在借助另寻的文档^[6]后比较顺利地写了一个能够读取串口数据并进行判断体温的逻辑：

// main.mjs
import { SerialPort } from 'serialport';
import { log } from 'console';

const SERIAL_PATH = 'COM2'; // 端口号
const TEMPERATURE_THRESHOLD = 37.3; // 体温阈值

const serialPort = new SerialPort({
    path: SERIAL_PATH,
    baudRate: 9600, // 波特率
    autoOpen: true,
});

// serialPort.write('Hello Arduino!');

let serialInputList = [];
serialPort.on("readable", () => {
    let serialInput = serialPort.read();

    if (serialInput.toString('hex') !== '0a') {
        if (serialInput.toString('hex') !== '0d') {
            serialInputList.push(serialInput);
        }
    } else {
        let serialBuffer = Buffer.concat(serialInputList);
        let temperature = parseFloat(serialBuffer.toString());

        if (isTemperatureSafe(temperature)) {
            log(temperature.toFixed(1), '°C');
        } else {
            log('\t\t', temperature.toFixed(1), '°C, WARNING!');
        }

        serialInputList = [];
    }
});

// =====================================================================

function isTemperatureSafe(temperature) {
    if (temperature <= TEMPERATURE_THRESHOLD) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}