A explicação com o nível de detalhamento que você está buscando levaria horas para ser formulada. Talvez o melhor seja investigar o material que as outras pessoas estão recomendando.
Uma solução rápida em C++ seria utilizar uma biblioteca pronta para ler/escrever na serial. Se isso for aceitável para você, o framework do Qt traz uma solução multi-plataforma para comunicação serial bem interessante.
A documentação do Qt oferece um exemplo chamado Terminal, que mostra como identificar as portas seriais no computador, conectar a uma delas e imprimir os dados no console. Infelizmente, esse exemplo apresenta uma GUI (Graphical User Interface) e isso faz com que o código de exemplo se torne um pouquinho inchado.
Alguns meses atrás decidi remover toda essa parte de UI e acabei disponibilizando um exemplo mais simples e enxuto no GitHub chamado QtSerial.
Basicamente, o processo para ler de uma porta serial usando o Qt consiste em:
Listar as portas seriais do computador: a classe QSerialPortInfo
oferece métodos estáticos para isso e fornece informações sobre cada porta serial encontrada, como localização, identificação do fabricante, identificação do produto, etc.
Conectar a uma porta serial: basta instânciar um objeto do tipo QSerialPort
configurar alguns itens como: o nome da porta, o baud rate, se tem paridade ou não, o tipo do controle de fluxo e outras coisinhas mais.
Ler da porta serial: para realizar esta tarefa você precisa monitorar 2 signals do objeto QSerialPort
instânciado: readyRead()
e error(QSerialPort::SerialPortError)
. Para fazer isso você deve declarar uma subclasse de QObject
e implementar os dois 2 slots que irão ser acionados automaticamente quando estes signals acontecerem.
Em outras palavras, readyRead()
é o sinal enviado pelo objeto QSerialPort
quando há dados da serial para serem recebidos pelo seu programa. O sinal error()
, é claro, é emitido apenas em caso de falha durante a comunicação.
Uma operação essencial para garantir o sucesso da leitura é invocar setDataTerminalReady(true)
. Há varias perguntas no SO de pessoas que não conseguem fazer a leitura funcionar corretamente porque esqueceram de chamar este método.
Bom, para fazer o inverso e enviar dados pela serial o processo é mais fácil. Basta ajustar a chamada do método QSerialPort::open()
para solicitar permissão de leitura e escrita na porta serial:
serial.open(QIODevice::ReadWrite);
Para enviar dados, execute QSerialPort:write()
ou QSerialPort:putChar()
. Entretanto, write()
não bloqueia a execução e por isso retorna imediatamente. Assim, quando os dados são efetivamente enviados pela porta serial o signal bytesWritten()
é emitido. Então não esqueça de implementar um slot para conectar a este sinal e garantir que tudo que o seu programa tentou enviar realmente foi submetido para a serial.
Bem, testei o QtSerial com mais de um Arduino e com outros dispositivos. Por gentileza, faça um fork do meu repositório e ao encontrar problemas neste aplicativo solicite um pull request
. Ficarei feliz em adicionar suas mudanças neste projeto.