Arduino UNO Kommandozeilen-Schnittstelle (CLI): Schnell & Speichereffizient

Komponenten

• Arduino UNO (oder kompatibles Board)

Projektbeschreibung

Eine leistungsfähige, textbasierte Kommandozeilenschnittstelle (CLI) für Arduino-Sketches. Sie ermöglicht die Steuerung und Diagnose von Mikrocontroller-Projekten über den seriellen Monitor – ganz ohne zusätzliche Hardware. Befehle bestehen aus einem Namen und optionalen Argumenten (Zahlen oder Text), getrennt durch Leerzeichen oder Kommas. Die Implementierung ist extrem speicherschonend (C-Strings statt String-Objekte) und unterstützt sogar Backspace bei der Eingabe.

Architektur & Funktionsweise

Haupt-Loop

Der loop() ruft zyklisch zwei Funktionen auf:

#include "CommandLine.h"

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  if (getCommandLineFromSerialPort(CommandLine)) {
    DoMyCommand(CommandLine);
  }
  // Weitere Aufgaben hier...
}

CommandLine.h – Kernfunktionen

Die Datei enthält:

• Puffer-Verwaltung: getCommandLineFromSerialPort() liest asynchron vom Serial-Port, behandelt CR/LF/Backspace, wandelt in Kleinbuchstaben um.
• Token-Parsing: Nutzt strtok() aus <string.h> für zerlegung in Wörter (Tokens). Helfer: readNumber() (via atoi()) und readWord().
• Befehls-Dispatcher: DoMyCommand() vergleicht das erste Token mit bekannten Befehlen (if-else-Kette) und ruft die zugehörige Handler-Funktion auf.
• Beispiel-Befehle: add a,b und sub a,b – Addition/Subtraktion zweier Zahlen.

Eigene Befehle hinzufügen

1. In CommandLine.h: Neuen Befehls-Token definieren (const char* meinBefehl = "meinbefehl";)
2. Handler-Funktion schreiben (z. B. int meinBefehlHandler() { ... })
3. In DoMyCommand() einen weiteren else if-Zweig einfügen.

Beispiel: LED-Steuerung per CLI

const char* ledOnToken = "ledon";
const char* ledOffToken = "ledoff";

int ledOnHandler() {
  int pin = readNumber(); // z.B. "ledon 13"
  pinMode(pin, OUTPUT);
  digitalWrite(pin, HIGH);
  print2("LED an Pin ", pin);
  return 0;
}

int ledOffHandler() {
  int pin = readNumber();
  digitalWrite(pin, LOW);
  print2("LED aus Pin ", pin);
  return 0;
}

// In DoMyCommand():
if (strcmp(cmd, ledOnToken) == 0) ledOnHandler();
else if (strcmp(cmd, ledOffToken) == 0) ledOffHandler();

Tipps & Best Practices

• Puffergröße: COMMAND_BUFFER_LENGTH anpassen (Standard 25 Zeichen).
• Trennzeichen: delimiters = ", \n" – Komma, Leerzeichen, Zeilenende.
• Groß-/Kleinschreibung: Eingabe wird per tolower() normalisiert (auskommentiert im Code).
• Erweiterung: Bei vielen Befehlen Hash-Tabelle oder Switch-Case über ersten Buchstaben nutzen.
• Debug-Makro: print2("Label", wert) erleichtert Ausgabe von Variablen.

Vorteile dieser CLI

• Keine String-Objekte → minimaler RAM-Verbrauch
• Einfache Integration: Nur #include "CommandLine.h" in Haupt-Sketch
• Erweiterbar ohne Libraries
• Interaktiv testbar über Serial Monitor
• Ideal für Kalibrierung, Diagnose, manuelle Steuerung

Download & Weiterführendes

Der vollständige Code von CommandLine.h ist im Artikel enthalten. Einfach als neuen Tab CommandLine.h in der Arduino IDE anlegen, hineinkopieren, im Haupt-Sketch includieren – fertig.