قصدم نوشتن یک اینترفیس سریال برای آزمایش قابلیتهای مختلف میکروکنترلرهای مرسوم (AVR , PIC , STM و ..) بود ، در واقع یک آزمایشگاه که بتونم داده های مختلف رو بصورت از پیش ساخته شده یا بصورت بدون فریم و کاملا منعطف به میکرو بفرستم و داده های برگشتی رو بخونم و در صورت نیاز پلات کنم و ... (شاید یکم شبیه به پروتئوس با کمی تفاوت ماهوی احتمالا)
این قدم اول از این پروژه سرگرمی من هست و به مرور زمان کامل میشه . با اینکه همین الان هم قابل استفاده است .
من تابحال با پایتون برای سخت افزار برنامه ننوشته بودم . کل تجربه کاری من در حد برنامه های Machine Learning و پردازش تصویر محدود میشد . نوشتن برنامه ای که نه در کنسول بلکه با یک رابط گرافیکی کاربری (GUI) اجرا بشه ، سخت افزار رو کنترل کنه و در انتها ساخت یک فایل اجرایی ازش که اجرای برنامه دیگه وابسته به مفسر پایتون نباشه، چالش های جدیدی برای من به وجود آورد.
در قدم اول با یک جستجوی ساده در گوگل مشخص میشه که تعداد زیادی برنامه آماده و تعداد زیادی سورس کد در گیت هاب وجود داره که برای ارتباط سریال استفاده میشوند . من یکی از سورس کد ها رو که اتفاقا به زبون چینی بود به انگلیسی برگردوندم و تغییرات جزئی در شکل برنامه ( سایز فونت و اندازه دکمه ها و آیکون برنامه و ...) ایجاد کردم .
برنامه در آدرس گیت هاب من قرار داره . در اینجا قسمتهایی از کد رو توضیح میدم و فرآیند ساخت فایل exe و بقیه داستانهایی که برای تست برنامه برام پیش اومد رو میگم :
ابتدا باید ماژول pyserial رو نصب کنید . این ماژول به صورت پیش فرض نصب نیست و باید با استفاده از کد زیر از مخزن ماژولهای پایتون نصبش کنید :
python -m pip install pyserialدر صورتیکه از Conda استفاده میکنید میتونید از دستور زیر هم استفاده کنید:
conda install pyserial
or
conda install -c conda-forge pyserialدر لینوکس های مختلف هم این پکیج بصورت زیر نصب میشه:
- Debian/Ubuntu: “python-serial”, “python3-serial”
- Fedora / RHEL / CentOS / EPEL: “pyserial”
- Arch Linux: “python-pyserial”
- Gentoo: “dev-python/pyserial”
برنامه از دو فایل پایتون تشکیل شده است . فایل اول حاوی معرفی کلاس serial و فریم بندی ارتباط سریال است :
'''
@ author: summer
@ editor: Ali
@ tools: vscode
@ content: Serial communication implementation class
@ date: 2023.2.19
'''
import serial
import serial.tools.list_ports
class SerialAchieve:
def __init__(self,band=9600,check="no check digit",data=8,stop=1):
self.port = None
# Get available serial ports
self.port_list = list(serial.tools.list_ports.comports())
assert (len(self.port_list) != 0),"no serial port available"
self.bandRate = band
self.checkbit = check
self.databit = data
self.stopbit = stop
# read and write data
self.read_data = None
self.write_data = None
pass
def show_port(self):
for i in range(0,len(self.port_list)):
print(self.port_list[i])
def show_other(self):
print("Baud rate:"+self.bandRate)
print("Check Digit:" + self.checkbit)
print("Data bits:" + self.databit)
print("stop bit:" + self.stopbit)
# return serial port
def get_port(self):
return self.port_list
# open serial port
def open_port(self,port):
self.port = serial.Serial(port, self.bandRate,timeout = None)
def delete_port(self):
if self.port != None:
self.port.close()
print("Close the serial port to complete")
else:
pass
def Read_data(self): # self.port.read(self.port.in_waiting) Indicates that all receive data in the serial port
self.read_data = self.port.read(self.port.in_waiting) # read data
return self.read_data.decode("utf-8")
def Write_data(self,data):
if self.port.isOpen() == False:
print("serial port open error")
else:
self.port.write(data.encode("utf-8")) # Returns the number of bytes written
if __name__ == '__main__':
myser = SerialAchieve()
myser.open_port("COM7")
myser.delete_port()
myser.show_port()
فایل دوم مربوط به رابطه کاربری (GUI) هست که کلاسی که در فایل قبل معرفی کردیم رو import میکنه تا بتونه از اون استفاده کنه . برای ساخت gui از ماژول TKinter استفاده شده که همراه پایتون نصب شده است و کافیست که آن را در برنامه import کنیم .
در لینوکس اوبونتو و مشتقاتش ، ماژول TKinter نصب نیست و با استفاده از دستور sudo apt install python3-tk میتوان این ماژول را نصب کرد .
'''
@ author: summer
@ editor: Ali
@ tools: vscode
@ content: Realize the main class of serial communication
@ date: 2023.2.19
'''
import tkinter
from tkinter import ttk
from SerialClass import SerialAchieve # Import serial communication class
class MainSerial:
def __init__(self):
# Define serial variables
self.port = None
self.band = None
self.check = None
self.data = None
self.stop = None
self.myserial = None
# Initialize the form
self.mainwin = tkinter.Tk()
self.mainwin.title("Serial debugging tool")
self.mainwin.iconbitmap(r'C:\Users\Ali\Documents\elec\python serial\icon.ico')
self.mainwin.geometry("600x400")
# Label
self.label1 = tkinter.Label(self.mainwin,text = "Serial port:",font = ("Arial",13))
self.label1.place(x = 5,y = 5)
self.label2 = tkinter.Label(self.mainwin, text="Baud rate:", font=("Arial", 13))
self.label2.place(x=5, y=45)
self.label3 = tkinter.Label(self.mainwin, text="Parity digit:", font=("Arial", 13))
self.label3.place(x=5, y=85)
self.label4 = tkinter.Label(self.mainwin, text="Data bits:", font=("Arial", 13))
self.label4.place(x=5, y=125)
self.label5 = tkinter.Label(self.mainwin,text = "Stop bits:",font = ("Arial",13))
self.label5.place(x = 5,y = 165)
# Text display, clear sending data
self.label6 = tkinter.Label(self.mainwin, text="send data:", font=("Arial", 13))
self.label6.place(x=230, y=5)
self.label7 = tkinter.Label(self.mainwin, text="Receive data:", font=("Arial", 13))
self.label7.place(x=230, y=200)
# Serial number
self.com1value = tkinter.StringVar() # Text that comes with the form, create a value
self.combobox_port = ttk.Combobox(self.mainwin, textvariable=self.com1value,
width = 13,font = ("Arial",10))
# enter selection
self.combobox_port["value"] = [""] # Select here first
self.combobox_port.place(x = 105,y = 5) # display
# baud rate
self.bandvalue = tkinter.StringVar() # Text that comes with the form, create a value
self.combobox_band = ttk.Combobox(self.mainwin, textvariable=self.bandvalue, width=13, font=("Arial", 10))
# enter selection
self.combobox_band["value"] = ["4800","9600","14400","19200","38400","57600","115200"] # Select here first
self.combobox_band.current(6) # The 0th is selected by default
self.combobox_band.place(x=105, y=45) # Display
# Check Digit
self.checkvalue = tkinter.StringVar() # Text that comes with the form, create a value
self.combobox_check = ttk.Combobox(self.mainwin, textvariable=self.checkvalue, width=13, font=("Arial", 10))
# enter selection
self.combobox_check["value"] = ["no check digit"] # Select here first
self.combobox_check.current(0) # The 0th is selected by default
self.combobox_check.place(x=105, y=85) # Display
# data bit
self.datavalue = tkinter.StringVar() # Text that comes with the form, create a value
self.combobox_data = ttk.Combobox(self.mainwin, textvariable=self.datavalue, width=13, font=("Arial", 10) )
# enter selection
self.combobox_data["value"] = ["8", "9", "0"] # Select here first
self.combobox_data.current(0) # The 0th is selected by default
self.combobox_data.place(x=105, y=125) # Display
# stop bit
self.stopvalue = tkinter.StringVar() # Text that comes with the form, create a value
self.combobox_stop = ttk.Combobox(self.mainwin, textvariable=self.stopvalue, width=13, font=("Arial", 10))
# enter selection
self.combobox_stop["value"] = ["1", "0"] # Select here first
self.combobox_stop.current(0) # The 0th is selected by default
self.combobox_stop.place(x=105, y=165) # Display
# Press Display to open the serial port
self.button_OK = tkinter.Button(self.mainwin, text="open port",
command=self.button_OK_click, font = ("Arial",10),
width = 10,height = 1)
self.button_OK.place(x = 5,y = 210) # Display Control
# close the serial port
self.button_Cancel = tkinter.Button(self.mainwin, text="close port", # Display text
command=self.button_Cancel_click, font = ("Arial",10),
width=10, height=1)
self.button_Cancel.place(x = 120,y = 210) # Display Control
# clear send data
self.button_Cancel = tkinter.Button(self.mainwin, text="Clear send data", # Display text
command=self.button_clcSend_click, font=("Arial", 10),
width=13, height=1)
self.button_Cancel.place(x=400, y=2) # DisplayControl
# Clear received data
self.button_Cancel = tkinter.Button(self.mainwin, text="Clear received data", # Display text
command=self.button_clcRece_click, font=("Arial", 10),
width=13, height=1)
self.button_Cancel.place(x=400, y=197) # DisplayControl
# send button
self.button_Send = tkinter.Button(self.mainwin, text="send", # Display text
command=self.button_Send_click, font=("Arial", 10),
width=6, height=1)
self.button_Send.place(x=5, y=255) # DisplayControl
# receive button
self.button_Send = tkinter.Button(self.mainwin, text="receive", # Display text
command=self.button_Rece_click, font=("Arial", 10),
width=6, height=1)
self.button_Send.place(x=5, y=310) # DisplayControl
# Display frame
# Implement the functional components of Notepad
self.SendDataView = tkinter.Text(self.mainwin,width = 40,height = 9,
font = ("Arial",10)) # text is actually a text editor
self.SendDataView.place(x = 230,y = 35) # Display
self.ReceDataView = tkinter.Text(self.mainwin, width=40, height=9,
font=("Arial", 10)) # text is actually a text editor
self.ReceDataView.place(x=230, y=230) # Display
# sent content
test_str = tkinter.StringVar(value="Hello")
self.entrySend = tkinter.Entry(self.mainwin, width=13,textvariable = test_str,font = ("Arial",13))
self.entrySend.place(x = 80,y = 260) # Display
# get file path
test_str = tkinter.StringVar(value="Hello")
self.entrySend = tkinter.Entry(self.mainwin, width=13, textvariable=test_str, font=("Arial", 13))
self.entrySend.place(x=80, y=260) # Display
# Get the parameters of the interface
self.band = self.combobox_band.get()
self.check = self.combobox_check.get()
self.data = self.combobox_data.get()
self.stop = self.combobox_stop.get()
print("Baud rate:"+self.band)
self.myserial = SerialAchieve(int(self.band),self.check,self.data,self.stop)
# Handle serial port values
self.port_list = self.myserial.get_port()
port_str_list = [] # Used to store the cut serial number
for i in range(len(self.port_list)):
# Cut out the serial number
lines = str(self.port_list[i])
str_list = lines.split(" ")
port_str_list.append(str_list[0])
self.combobox_port["value"] = port_str_list
self.combobox_port.current(0) # The 0th is selected by default
def show(self):
self.mainwin.mainloop()
def button_OK_click(self):
'''
@ Serial port open function
:return:
'''
if self.port == None or self.port.isOpen() == False:
self.myserial.open_port(self.combobox_port.get())
print("Open the serial port successfully")
else:
pass
def button_Cancel_click(self):
self.myserial.delete_port()
print("Close the serial port successfully")
def button_clcSend_click(self):
self.SendDataView.delete("1.0","end")
def button_clcRece_click(self):
self.ReceDataView.delete("1.0", "end")
def button_Send_click(self):
try:
if self.myserial.port.isOpen() == True:
print("start sending data")
send_str1 = self.entrySend.get()
self.myserial.Write_data(send_str1)
self.SendDataView.insert(tkinter.INSERT, send_str1+" ")
print("Send data successfully")
else:
print("The serial port is not open")
except:
print("Failed to send")
def button_Rece_click(self):
try:
readstr = self.myserial.Read_data()
self.ReceDataView.insert(tkinter.INSERT, readstr + " ")
except:
print("read failed")
if __name__ == '__main__':
my_ser1 = MainSerial()
my_ser1.show()
برای تبدیل برنامه پایتون به فایل اجرایی از یک ماژول پایتون استفاده کردم :
pip install auto-py-to-exe
با اجرای برنامه در فولدر سورس کد برنامه اجرا شده و فایل اجرایی را به همراه کتابخانه های لازم میسازد :
python -m auto_py_to_exe
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر