ESP32-S3 控制 串口通信

ESP32-S3 串口通信实验：UART2 回显测试

串口（UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是嵌入式系统中最常用的通信方式之一。

ESP32-S3 除了默认的调试串口 UART0 外，还支持多个硬件串口。

本实验利用 UART2 进行通信，接收来自 PC 端 USB-TTL 模块的数据，并将其原样返回，实现一个“回显”功能。

---

一、实验目的

• 学习 ESP32-S3 多串口的使用方法
• 掌握 硬件串口初始化及收发数据 的编程方法
• 实现 ESP32-S3 串口回显功能

---

二、实验器材

• ESP32-S3 开发板
• USB 转 TTL 模块
• 杜邦线若干

---

三、接线说明

USB-TTL 模块	ESP32-S3 IO
TXD	IO16
RXD	IO17
GND	GND

⚠️ 注意：USB 转 TTL 模块电源需切换为 3.3V，避免损坏 ESP32-S3。

---

四、实验现象

程序下载成功后，打开 串口调试助手，选择正确的串口号，设置 波特率 115200。

• 在串口助手上发送任意字符，ESP32-S3 会通过串口接收，并 原封不动返回，即“回显”功能。

---

五、完整源代码

/*
 * 实验名称：串口通信实验
 * 
 * 接线说明：USB转TTL模块-->ESP32 IO
 *         (TXD)-->(16)
 *         (RXD)-->(17)
 *         (GND)-->(GND)
 * 
 * 实验现象：程序下载成功后，打开串口调试助手，选择好串口、波特率115200参数等，在串口助手上发送字符数据，
 *           ESP32串口接收后原封不动返回到串口助手显示
 * 
 * 注意事项：USB转TTL模块上将电源切换为3.3V
 * 
 */

#include "public.h"

//定义全局变量
//定义串口2
HardwareSerial mySerial2(2);
String serialData;

void setup() {
  // 串口0配置（默认USB调试串口）
  Serial.begin(115200);

  // 串口2配置
  // void HardwareSerial::begin(unsigned long baud, uint32_t config=SERIAL_8N1, int8_t rxPin=-1, int8_t txPin=-1, bool invert=false, unsigned long timeout_ms = 20000UL);
  // baud：串口波特率，该值写0则会进入自动侦测波特率程序；
  // config：串口参数，默认SERIAL_8N1为8位数据位、无校验、1位停止位；
  // rxPin：接收管脚针脚号；
  // txPin：发送管脚针脚号；
  // invert：翻转逻辑电平，串口默认高电平为1、低电平为0；
  // timeout_ms：自动侦测波特率超时时间，如果超过该时间还未获得波特率就不会使能串口；
  mySerial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 16, 17);
}

void loop() {
  // 串口0接收处理
  if (Serial.available()) {
    Serial.println("Serial Data Available..."); 
    serialData = Serial.readString();  
    Serial.print("Received Serial Data: ");     
    Serial.println(serialData);                 
  }

  // 串口2接收处理
  if (mySerial2.available()) {
    mySerial2.println("Serial2 Data Available..."); 
    serialData = mySerial2.readString();  
    mySerial2.print("Received Serial2 Data: ");     
    mySerial2.println(serialData);                 
  }
}

---

六、程序分析

1. 串口初始化

   • Serial.begin(115200) → 默认调试串口 UART0
   • mySerial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 16, 17) → 配置 UART2，使用 GPIO16 (RX)，GPIO17 (TX)，波特率 115200

2. 接收与回显

   • 使用 Serial.available() 或 mySerial2.available() 判断是否有数据到达
   • readString() 读取数据，存入变量 serialData
   • println() 将接收到的数据 原样输出 回串口助手

3. 实验效果

   • 串口助手中输入的字符串 → ESP32-S3 接收并立即返回 → 串口助手显示回显数据

---

七、实验总结

通过本实验，我们学习了 ESP32-S3 的多串口通信，掌握了 UART2 的配置方法 和 数据回显的实现。
在实际开发中，ESP32-S3 的多个硬件串口可以分别用于：

• 与 传感器/模块通信（如 GPS、LoRa 模块）
• 与 上位机通信
• 与 调试端口通信

这使得 ESP32-S3 在物联网项目中非常灵活。