树莓派(python)与arduino串口通信的详细步骤

下面是树莓派和Arduino串口通信的详细步骤。

准备工作

首先，需要准备以下材料和工具：

• 树莓派和Arduino Uno开发板
• USB数据线
• Arduino IDE软件
• Python编程环境

确定通信端口

将Arduino连接到树莓派，打开终端输入以下命令，查看Arduino的串口号：

ls /dev/ttyACM*

如果连了多个串口设备，可能会显示多个串口号，一般情况下Arduino的串口号是/dev/ttyACM0，记下来备用。

编写Arduino代码

打开Arduino IDE软件，简单编写一个blink程序，用来测试在树莓派上控制LED灯的开关。将以下程序上传到板子上：

int led = 13;

void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(1000);  
}

编写Python代码

接下来，我们需要在树莓派上编写一个Python代码，通过串口与Arduino通信，并读取或控制其I/O口状态。以下示例演示了如何控制LED灯的开关：

import serial
import time

port = "/dev/ttyACM0" # 串口号
baud = 9600 # 波特率

# 打开串口
ser = serial.Serial(port, baud, timeout=1)

# 点亮LED灯
ser.write(('H'.encode()))

time.sleep(1)

# 关闭LED灯
ser.write(('L'.encode()))

ser.close()

在Python代码中，我们通过serial.Serial函数打开串口设备端口，并设置通信波特率为9600。然后，我们可以使用ser.write()函数向串口设备发送数据。

示例2：Arduino返回温度值

以下示例演示了树莓派通过串口向Arduino发送一个询问指令，Arduino通过温度传感器读取室内温度值，然后返回给树莓派。

在Arduino端的代码如下：

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 2
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
float temp;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  sensors.begin();
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();
  temp = sensors.getTempCByIndex(0);
  Serial.println(temp);
  delay(1000);
}

在此示例中，我们需要使用DS18B20数字温度传感器，通过OneWire库和DallasTemperature库来读取温度值，并将其通过串口返回。注意需要在Arduino IDE中安装这两个库。

Python代码如下：

import serial
import time

port = "/dev/ttyACM0" # 串口号
baud = 9600 # 波特率

ser = serial.Serial(port, baud, timeout=1)

while True:
    # 向Arduino发送询问指令
    ser.write(('T'.encode()))

    # 从串口中读取返回值
    r = ser.readline().decode().strip()
    if r:
        print("温度为：" + r)

    time.sleep(1)

ser.close()

在Python代码中，我们通过循环向Arduino发送询问指令，然后从串口中读取返回值。最后将其解码为字符串并打印输出。该程序将不断显示当前室内温度值，直到被手动中断。