【硬件控制】5. Pico使用串口与电脑通信 |
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【硬件控制】5. Pico使用串口与电脑通信
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前几节都是在讲树莓派与外部的元件通信，本节来讲树莓派如何与电脑通信
本篇文章会教大家开发一个这样的上位机软件，用来和Pico通信，文章较长，耐心看完 先看一下树莓派Pico的引脚图吧
我们可以看到上面有UART的引脚，UART又分为TX和RX UART是串口的一种，可以用来通信，包括单片机和电脑，单片机和单片机，单片机和其它带串口的外设 UART是全双工的，也就是说发送的发送的同时可以接收数据，UART需要三根线，一根TX(发送)，一根RX(接收)和一根GND(共地) 串口模块： 现在的电脑都不带串口了，我们需要一个USB转串口模块来给电脑增加串口能力 如图所示： 网上很容易买到这样的USB转串口模块，只需几块钱，用的是CH340芯片
这个模块一头插电脑，另一头的引脚可以通过杜邦线连接Pico或其它单片机，这些引脚上面都要标注，别插错就可以了 买到模块后找店家要一个驱动，安装驱动后，可以测试下模块是否正常工作，将模块插入电脑，设备管理器里面出现新的串口设备说明驱动安装成功 然后使用一根杜邦线将TXD脚和RXD脚连接起来，这样这个模块发送的数据就会被自己接收到了 连接完成后，打开串口调试助手 里面选择自己的串口号，点击打开，同时将接收区设置中的十六进制显示去掉
在下面的输入窗口中输入数据，点击发送，上面的接收窗口就能收到相同的数据了，说明串口模块工作正常 Pico连接串口： 1号脚是串口的TX 2号脚是串口的RX 3号脚是GND，也要用到 这三个脚接到USB转串口模块的对应引脚上 TX接RX，RX接TX，GND接模块的GND（需要共地才能通信） 连接完成后给Pico编写串口通信代码： import time from machine import UART, Pin led = Pin(25, Pin.OUT) uart = UART(0, baudrate=9600, bits=8, stop=1) while True: led.toggle() time.sleep(1) uart.write('hello-world\n')首先引入UART包，然后初始化一个uart对象 uart需要设置几个参数 第一个是串口号，设置为0代表用Pico上的第一个串口 baudrate设置串口通信的波特率 bits设置通信的数据位为8位 stop设置停止位为1位 代码写完上传到Pico中 然后打开串口助手工具
串口设置要和Pico中的配置保持一致，比如波特率写9600，两边都要写9600 然后打开串口，就能源源不断收到Pico发送的数据了 然后我们来通过Python写一个小工具，用来代替串口调试助手 读取串口数据 Python提供了一个串口操作的包，pyserial 需要先安装这个包 pip install pyserial然后编写代码，操作串口 import serial com = serial.Serial("COM4", 9600) if com.isOpen(): print("打开串口成功") print(com.name) try: while True: read_data = com.read() if read_data: print(read_data) except: print('err') finally: com.close() else: print("打开串口失败")代码写完后，将串口调试助手的串口操作关闭掉，运行上面的Python脚本，也能源源不断输出Pico发送的数据了 上位机程序： 最后来编写一个上位机程序控制Pico 上位机是一个运行在电脑或手机上的程序，可以操作单片机 我们编写一个Python界面程序来给Pico发送指令，Pico收到指令后执行开灯或者关灯操作 使用PySimpleGui来编写界面 需要先安装包 pip install PySimpleGUI然后编写如下代码： import PySimpleGUI as sg import serial from serial.rfc2217 import Serial from serial.tools import list_ports def get_com_list(): """ 获取串口列表 :return: """ ports = list_ports.comports(include_links=False) return [port.device for port in ports] def get_baudrates_list(): """ 获取波特率列表 :return: """ return [item for item in Serial.BAUDRATES] if __name__ == '__main__': com_list = get_com_list() baudrates_list = get_baudrates_list() com: serial.Serial = None layout = [[sg.Text('通过按钮控制Pico点亮/熄灭LED')], [sg.HorizontalSeparator()], [sg.Text('串口：'), sg.InputCombo(com_list, readonly=True, key='com'), sg.Button('刷新', key='refresh_com_list')], [sg.Text('波特率：'), sg.InputCombo(baudrates_list, readonly=True, default_value=115200, key='baudrates')], [sg.Button('打开串口', key='open_serial'), sg.Button('关闭串口', key='close_serial')], [sg.HorizontalSeparator()], [sg.Button('开灯', key='open_led'), sg.Button('关灯', key='close_led')]] window = sg.Window('Pico上位机程序v1.0', layout, size=(300, 200)) while True: event, values = window.read() if event == sg.WIN_CLOSED: break elif event == 'refresh_com_list': # 刷新串口列表 com_list = get_com_list() window['com'].update(values=com_list) elif event == 'open_serial': # 打开串口 selected_com = values['com'] selected_baudrates = values['baudrates'] if not selected_com: sg.Popup('请选择串口') elif not selected_baudrates: sg.Popup('请选择波特率') else: if not com: print(f'open serial: {selected_com}') com = serial.Serial(selected_com, int(selected_baudrates)) elif event == 'close_serial': # 关闭串口 if com and com.isOpen(): print('close serial') com.close() com = None elif event == 'open_led': if com and com.isOpen(): print('send open led command') com.write(b'open_led\n') elif event == 'close_led': if com and com.isOpen(): print('send close led command') com.write(b'close_led\n') window.close()上面这段代码会创建这样的窗口：
可以下拉选择串口，然后设置波特率，打开串口后就能发送指令了 这里定义了两个指令 开灯： open_led\n关灯： close_led\n这两个指令会通过串口发送到Pico设备，Pico收到后判断指令然后执行相应的动作 Pico的代码如下： import time from machine import UART, Pin led = Pin(25, Pin.OUT) uart = UART(0, baudrate=115200, bits=8, parity=None, stop=1) uart.write('pico started!\n') while True: time.sleep(1) if uart.any(): command = uart.readline() if not command: continue command_str = command.decode() uart.write('recv-{}\n'.format(command_str)) if command_str.startswith('open_led'): led.value(1) elif command_str.startswith('close_led'): led.value(0)循环接收串口消息，收到后判断是否为定义的指令 然后执行相应的动作 以上就是一个简单的单片机与上位机通信的案例，大家可以稍加改造完成自己的控制功能 |
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