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使用Python控制Arduino——入门与实战

## 一、前言

  

Arduino是一款开源、易用的微控制器开发平台,广泛应用于创客、教育和快速原型开发。虽然Arduino官方推荐使用C/C++进行开发,但通过串口通信,Python同样可以方便地与Arduino进行数据交互,实现对硬件的控制和数据采集。本文将介绍如何在Windows系统下,使用Python控制Arduino开发板。

  

---

  

## 二、准备工作

  

### 1. 硬件准备

  

- 一块Arduino开发板(如Uno、Nano、Mega等)

- USB数据线

- 电脑一台

  

### 2. 软件准备

  

- Arduino IDE(用于烧录程序)

- Python 3.x

- pyserial库(Python与串口通信的库)

  

#### 安装pyserial

  

在命令行输入:

  

```bash

pip install pyserial

```

  

---

  

## 三、Arduino端代码

  

首先,需要在Arduino上烧录一个简单的串口通信程序。例如,控制板载LED(13号引脚)开关:

  

```cpp

void setup() {

  pinMode(13, OUTPUT);

  Serial.begin(9600); // 设置波特率

}

  

void loop() {

  if (Serial.available() > 0) {

    char data = Serial.read();

    if (data == '1') {

      digitalWrite(13, HIGH); // 点亮LED

    } else if (data == '0') {

      digitalWrite(13, LOW);  // 熄灭LED

    }

  }

}

```

  

1. 打开Arduino IDE,将上述代码复制进去。

2. 选择正确的开发板型号和端口,上传代码到Arduino。

  

---

  

## 四、Python端代码

  

Python通过串口向Arduino发送指令,实现对LED的控制。

  

```python

import serial

import time

  

# 替换为你的Arduino串口号(如'COM3',可在设备管理器查看)

port = 'COM3'

baudrate = 9600

  

# 打开串口

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

time.sleep(2)  # 等待Arduino重启

  

# 点亮LED

ser.write(b'1')

print("LED已点亮")

time.sleep(2)

  

# 熄灭LED

ser.write(b'0')

print("LED已熄灭")

  

ser.close()

```

  

> 注意:Windows下串口号通常为`COM3`、`COM4`等,Linux下为`/dev/ttyUSB0`或`/dev/ttyACM0`,请根据实际情况修改。

  

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## 五、进阶应用

  

1. **读取Arduino数据**  

   Arduino可以通过`Serial.print()`发送数据,Python端用`ser.readline()`接收,实现如温湿度采集、传感器数据读取等功能。

  

2. **图形化界面**  

   可结合`tkinter`、`PyQt`等库,开发简单的串口控制界面。

  

3. **多指令交互**  

   通过自定义协议,实现更复杂的双向通信,如控制多个引脚、读取多种传感器等。

  

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## 六、常见问题

  

- **串口占用**:确保没有其他程序(如Arduino IDE串口监视器)占用串口。

- **权限问题**:部分系统需管理员权限或串口驱动支持。

- **波特率不一致**:Python和Arduino端波特率需一致。

  

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## 七、参考资源

  

- [pyserial官方文档](https://pythonhosted.org/pyserial/)

- [Arduino中文社区](https://www.arduino.cn/)

- [Arduino与Python通信教程(B站)](https://www.bilibili.com/)

  

---

  

## 八、总结

  

通过串口通信,Python可以轻松实现对Arduino的控制和数据采集。无论是简单的LED控制,还是复杂的智能硬件项目,Python都能为Arduino开发带来极大的便利和扩展性。希望本文能帮助你迈出用Python玩转Arduino的第一步!

  

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如需更详细的代码示例或遇到具体问题,欢迎留言交流。

http://www.xdnf.cn/news/8503.html

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