【2024最新】Arduino通过Python进行串口通信控制电机

1. 背景

最近想研究一下用 Python 控制 Arduino 的技术，通过上网查询，发现可以用 Python 中的 serial 库来实现和 Arduino 主板的串口通信，从而控制 Arduino。

特此记录一下这个小项目的过程及出现的问题。

2. 基础准备

主板：Arduino AVR 开发板
配件：LED 灯、按钮、电机
Python版本：Python 3.8.1
所需类库：Python - serial（安装：命令行输入 pip install serial）

3. 项目概述

开始，电机不动，LED 灯熄灭。等待按钮按下。
按下按钮后，LED 灯亮，电机开始以正转 5 秒、反转 5 秒的状态循环。
再次按下按钮，LED 灯灭，电机停止转动。
重复 1->2->3 的循环过程，直到程序停止。

4. 代码实现

如有不明白的地方请看注释。
serial 函数使用请移步用 Python 玩转串口（基于 pySerial）- 码农老王(JN) 的博客

1.c

int flag = 0; // flag=1: 当前电机转动；flag=0: 当前电机不转void setup() {// 初始化串行通信，设置波特率Serial.begin(9600);// 初始化电机引脚pinMode(5, OUTPUT);pinMode(7, OUTPUT);// 初始化LED、按钮引脚pinMode(13, OUTPUT);pinMode(2, INPUT);// 初始化LED为灭，标记=0digitalWrite(13, LOW);flag = 0;
}void loop() {// 处理按钮的输入，点一下按钮，程序开始运作；再点一下按钮，程序停止运作if (digitalRead(2) == 1 && !flag) {digitalWrite(13, HIGH); // 点亮LEDflag = 1;}else if (digitalRead(2) == 1 && flag){digitalWrite(13, LOW); // 熄灭LEDanalogWrite(5, 0); // 停止电机flag = 0;}// 此时可以运行电机(flag == 1) and 检查串行端口是否有数据传入if (flag && Serial.available() > 0) {// 读取数据int data = Serial.read();// 0表示停止if (data == '0') {digitalWrite(7, HIGH);analogWrite(5, 200);}// 1表示运动else if (data == '1') {digitalWrite(7, LOW);analogWrite(5, 200);}}
}

2.py

import serial
import time# 初始化串口
arduino = serial.Serial('COM3', 9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, timeout=1)# 向Arduino发送指令
def write_command(cmd):arduino.write(bytes(cmd, 'utf-8'))data = arduino.readline()return data# 主程序
while True:# arduino.open() # 经过实践发现无需open()和close()函数，初始化串口和关闭程序的操作就可以实现这两个过程write_command('1') # 打开LEDtime.sleep(5)write_command('0') # 关闭LEDtime.sleep(5)# arduino.close()

5. 运行效果

视频还没过审，过了就放。

还是有一些不足之处，比如按钮按下为 1，松开为 0。要是按得太快或太慢都会导致识别的问题。所以按按钮要干脆利落，有一种一发入魂的感觉，这样才能完美完成展示。
（本人也还在修炼中，如果有好的解决办法欢迎大家教我）

6. 项目出现的问题

主要的硬件问题就是 serial 串口无法访问的问题：
串口拒绝访问

这个问题，大概率是因为有其他的程序（例如 Arduino IDE 或 Mixly 等代码编辑器）在占用串口，建议将 Arduino 的代码编辑器关掉再运行 Python 程序。
这样原本烧录到 Arduino 中的代码依然会继续执行，同时 Python 也不会显示串口占用的问题。运行正常。
可能是串口的配置与函数的传参不一致。桌面右键“我的电脑”（win11 右键底部任务栏的 windows 徽标）-> 点击“计算机管理” -> 再点击“设备管理器” -> 找到对应的 Arduino 设备右键打开“属性”（我的电脑是 win11，在“端口 COM和LPT”一栏中）-> 点击上方“端口设置” -> 查看端口波特率等数据，看看自己在 Python 代码中传的参数一不一致。
在我下载的 Python 库的源码中自带 open() 和 close() 这两个函数，如果没有的话可能导致串口出现问题，可以分别加在程序的开头和结尾试试。（要是报错再删掉嘿嘿~）
可能是后台有串口监视设备在运行，尝试关闭后，再运行程序试试。
不行的话，把报错粘贴到百度上，搜索解决方案。