手把手教你树莓派与Arduino Uno的对接(USB及GPIO方式)

wyd1520

关于树莓派与Arduino Uno如何对接，网络上的资料很少，经本人研究三天终于成功了，总结个教程。它们实现对接的方式至少有三种(USB方式对接、GPIO方式对接、 I2C方式对接、其他)。

本文介绍实现的也是亲测成功的前两种(USB对接，GPIO对接)，本人也是初学者，老鸟可以绕道。就以初学者方式说起

一.先说必要的开发环境。

Arduino: 开发环境我是用 arduino-0023 现在是 arduino 1.0.5最新版本这 两个主要是驱别是一些库文件被改动，网络上提供的

教程一般都是以 arduino-0023 这个环境很简单,(你要是在淘宝上买Arduino UNO 卖家都会提供IDE与相应的开发教程)
IDE下载地址http://arduino.cc/en/Main/Software

Arduino与PC连接的USB驱动地址:

PL2303_Prolific_DriverInstaller_v1.8.0.zip : http://www.prolific.com.tw/US/ShowProduct.aspx?p_id=225&pcid=41

PL2303_Prolific_DriverInstaller_v1.5.0.zip : ftp://ftp.omega.com/public/DASGroup/products/OM-PL-USBS/PL2303_Prolific_DriverInstaller_v1.5.0.zip

(如果连接失效请用迅雷下载或自己百度) 以上软件x86 x64都可以安装

XP与WIN7都没问题,在WIN8 64下有可能遇到驱动无法使用问题，win8亲测可用,注意安装的时候以管理员身份win7兼容性运行，安装完成之后点击“更新驱动程序软件”才可用。



树莓派:开发环镜我用python 2.7（现在新系统都有自带这个），常用的两个库文件 RPi.GPIO与serial

1.安装python（安装过的请跳到下一步）:  sudo aptitude install python-dev
2.安装python的GPIO模块,用于控制LED、电机等（安装过的请跳到下一步）
  命令行下 输入（一行一个命令）

1. wget http://raspberry-gpio-python.googlecode.com/files/RPi.GPIO-0.3.1a.tar.gz (下载GPIO库)
   
2. tar xvzf RPi.GPIO-0.3.1a.tar.gz (tar解压)
   
3. cd RPi.GPIO-0.3.1a (进入解压后的文件夹)
   
4. sudo python setup.py install (安装GPIO库文件)

复制代码

要是看不懂上面的两点请移步到这http://www.shumeipai.net/forum.php?mod=viewthread&tid=939

  3.安装serial，用于串口通信及USB通信:

1. sudo apt-get install python-serial

复制代码

4.当然你要是想在树莓派装串口调试工具就装

1. sudo apt-get install minicom

复制代码

配置minicom：

1. sudo minicom -s

复制代码

启动出现配置菜单：选serial port setup
进入串口配置
输入A 配置串口驱动为/dev/ttyAMA0
输入E 配置速率为9600 8N1
输入F 将 Hardware Flow Control 设 为 NO
回车 退出      
由于我们使用minicom作为超级终端控制路由器等设备, 而不是控制modem, 所以需要修改Modem and dialing, 将Init string, Reset string, Hang-up string设置为空. 设置完成后选择Save setup as dfl将当前设置保存为默认设置.    在配置菜单 选Save setup as df1保存（一定要记得这一步）   选Exit退出下次在输入minicon 即可直接进入。
命令minicom是进入串口超级终端画面，而minicom -s为配置minicom。说明/dev/ttyAMA0 对应为串口0 为你连接开发板的端口
。（如何更详细使用说明移步到这http://www.shumeipai.net/forum.php?mod=viewthread&tid=550）

接下来测一下环境是否都OK

1. sudo nano test.py

复制代码

或用xwindow下用python IDE打开一个空的文件
    输入内容

1. import serial
   
2. import RPi.GPIO

复制代码

保存退出,
    然后运行代码:

1. python test.py

复制代码

(如果没有报错那就说明RPi.GPIO与serial两个库安装成功)上面环境说完了，重点部份来了

USB对接方式：
  1.插上两个Arduion Uno与树莓派 的USB 然后 在树莓派输入:

1. ls /dev/tty*

复制代码

查看有没有ttyACM0 这个文件(注只有在两个硬件USB互连的情况下才会有这个。如果两者没有连接是不会有的) 最新的系统一般都会自动生成。看到ttyACMO就说明二者可以通讯了 接下来上测试代码
  Arduino代码:

1. byte number = 0;
   
2. void setup(){
   
3.      Serial.begin(9600);
   
4. }
   
5. 
   
6. void loop(){
   
7.     if (Serial.available()) {
   
8.        number = Serial.read();
   
9.        Serial.print("character recieved: ");
   
10.        Serial.println(number, DEC);
    
11.    }
    
12. }

复制代码

先把上面的代码下载的Arduino上然后再把两者USB互接

树莓派python代码：

1. import serial
   
2. ser = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600, timeout=1)
   
3. ser.open()
   
4. 
   
5. ser.write("testing")
   
6. try:
   
7.      while 1:
   
8.               response = ser.readline()
   
9.               print response
   
10. except KeyboardInterrupt:
    
11.      ser.close()

复制代码

保存xxx.py 退出

注:树莓派下的serial与GPIO库都要在root帐户下才能运行

然后运行树莓派代码 python xxx.py（这里的xxx就是你保存的树莓派代码）看到

1. character recieved: 116
   
2. character recieved: 101
   
3. character recieved: 115
   
4. ...
   
5. character recieved: 103

复制代码

说明两者USB通迅成功了

GPIO方式这个高级些就是利用树莓派的pin8(GPIO14) pin10(GPIO15)与Arduion pin0(rx) pin1(tx)的进行对接
注：所需的中间硬件 逻辑电平转换器(这个淘宝上有一个5元钱)要实在没有就用两电阻也行（一个是3.3 KO 一个是1.6KO）线路怎么接后面会讲，千万不要把两个直接用电线对接。两个电压不一样会造烧坏你的Pi。

Anduino  测试代码与上面一样不用做改动

树莓派python代码改动一下就是把 ttyACM0 改为 ttyAMA0 其他的不变之后就成这样

1. import serial
   
2. ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 9600, timeout=1)
   
3. ser.open()
   
4. 
   
5. ser.write("testing")
   
6. try:
   
7.       while 1:
   
8.               response = ser.readline()
   
9.               print response
   
10. except KeyboardInterrupt:
    
11.       ser.close()

复制代码

接下来关键的部份把树莓派配置文件要做一下修改(要看详细的请移步这里 https://www.cirmall.com/bbs/thread-8574-1-1.html)
1.修改cmdline.txt
输入

1. sudo nano /boot/cmdline.txt

复制代码

看到

1. dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

复制代码

把 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 删除

变成这样

1. dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

复制代码

ctrl+x 按Y保存退出

2.修改inittab 然后禁止掉从串口登录的功能，
输入

1. sudo nano /etc/inittab

复制代码

找到

1. T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

复制代码

这一行 在前面加个#注释掉这一行变成

1. #T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

复制代码

ctrl+x 按Y保存退出
然后重启树莓派,之后树莓派的pin8(GPIO14) pin10(GPIO15)这两个口就可以当成普通的串口来用了 现在你可以像使用一个普通串口那样使用/dev/ttyMA0了

接下来做硬件的部份的对接
1.逻辑电平转换器方式, 这是我用的中间件(淘宝上有)


接线


树莓派的引脚说明




2用电阻对接的 (这个本人没试过，你们有条件就自己试吧,测试代码与上面的一样)





之后运行上面的python 程序，看到
character recieved: 116

character recieved: 101

character recieved: 115

...

character recieved: 103


那就说明成功了。


参考资料
(USB对接)http://blog.oscarliang.net/conne ... -arduino-usb-cable/
(I2C对接)http://blog.oscarliang.net/raspberry-pi-arduino-connected-i2c/
(GPIO对接)http://blog.oscarliang.net/raspb ... nected-serial-gpio/
(SPI对接)http://mitchtech.net/raspberry-pi-arduino-spi/


关于怎么控制LED 很简单

把LED的正级 就是针脚长的那一端接 树莓派的其中一个GPIO脚如 GPIO 17(pin11) ,LED 负极（短脚）接GND (pin6)

代码如下

1. import RPi.GPIO as GPIO
   
2. import time
   
3. GPIO.setmode(GPIO.BCM) #以GPIO编号方式 要是BOARD 那下面的17改为11
   
4. GPIO.setup(17,GPIO.OUT)
   
5. while True:
   
6.        print "set output low"
   
7.       GPIO.output(17,GPIO.LOW)
   
8.       time.sleep(1)
   
9.       print "set output HIGH"
   
10.       GPIO.output(17,GPIO.HIGH)
    
11.       time.sleep(1)

复制代码

保存运行 你就能看到LED一秒闪一下了

好了就到这了，这是我一个初学者研究三天的成果。接下来看各位的了。


后面我要弄个智能小车 树莓派做上位机 + Arduino做下位机驱动硬件。PC通过WIFI 与树莓派以TCP方式进行远程通迅,控制树莓派.就等着我的好消息。。。

传送门——智能监控小车树莓派+Arduino

wyd1520

heiketiguo 发表于 2013-8-8 10:06
介绍的很详细，有个问题树莓派上不是有5V的引脚吗，为什么用3.3V的引脚？

因为树莓派的GPIO高低电平是3.3V的（你用万用表测就知了）。所以要接3.3V，不能接5V

┗SKY┛

大神的帖子，顶一个！！！

jszsj

不错哈，电平转换那个我上次买了俩

蝶舞娇阳

学习了，多谢分享

Zbtrik

一根USB对接线直接连接树莓派和Arduino的USB接口吗？

sacq12

写的很详细，图文并茂，学习了

zxjlwt

学习了。

http://surenpi.com

les5332295

学习了，收藏下次使用

学史基友

有没有树莓派与arduino通信（usb）的视频啊