上位机控制下位机实例详解
- 一、基本概念
- 上位机与下位机
- 串口
- 数据表达
- 二、下位机程序
- 三、上位机程序
- 四、总结
一、基本概念
在开始讲解前，先来看几个基本概念，如果是有基础的大佬，请直接跳到下一节。
上位机与下位机
上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，而下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机。
上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。
简言之如此，真实情况千差万别，但万变不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。
换个角度，两个Arduino开发板，用其中一个控制另一个，发送指令的控制方就是上位机，被控制的就是下位机。
我个人用的比较多的是用Jetson Nano或树莓派做上位机控制下位机Arduino。
串口
既然要控制，就要有数据传输，也就要有“高速公路”，专业名称叫串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口）
在使用Arduino前，需要安装驱动，这个驱动一般是CH340，驱动装好后，我们就可以在电脑上查看其对应的串口了：
数据表达
我们人与人交流需要语言，比如，中国人用汉语，聋哑人用手语等
机器之前的交流也需要语言，在经典计算机中，通过二进制0与1表示数据，这其中又有许多的表示数据的方法，如ASCLL码、BCD码等等
在下位机Arduino中，可以通过Serial.read()从串口的缓冲区取出并读取一个Byte的数据，比如有设备通过串口向Arduino发送数据了，我们就可以用Serial.read()来读取发送的数据。
在上位机中，可以通过Python库pyserial的write()方法来实现向串口发送数据，注意，发送的数据需要是Byte。
二、下位机程序
以垃圾分类为例，假设使用Arduino制作的机械臂投放垃圾。我们可以做4种处理，以此将垃圾投放到4种垃圾箱中。
void setup(){
Serial.begin(9600);
pinMode(13, OUTPUT);
}
char contral;
void loop(){
if(Serial.available()>0){
contral = Serial.read();
Serial.println(contral);
if(contral==48){
Serial.println("Harmful");
digitalWrite(13, HIGH); // 点亮LED
delay(2000); // 等待2秒钟
digitalWrite(13, LOW); // 通过将引脚电平拉低，关闭LED
}
else if(contral==49){
Serial.println("Kitchen");
}
else if(contral==50){
Serial.println("Other");
}
else if(contral==51){
Serial.println("Recyclable");
}
}
}字符“0”的ASCLL码是48，以此类推，用0~3分别表示有害垃圾、厨余垃圾、其他垃圾以及可回收垃圾
为了测试时的效果更明显一些，这里我们设置当下位机接收到处理有害垃圾的信号时，让13号引脚的灯亮2秒，与此同时向串口输入“Harmful”：
到目前为止，Arduino已经可以接收串口的数据并进行处理了，但是串口里的数据是我们从键盘手动发送的，我们需要用上位机给他发送数据。
三、上位机程序
这里我们用个人PC端做测试。
import serial
Arduino = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.2)
send_data = b'0'
while True:
Arduino.write(send_data)
代码不多，也很简单，需要注意的是要在数据前加一个小写字母b，表示bytes字符串：
四、总结
其实实现的思路和过程不是很难，但是需要注意一些细节，比如下位机Arduino接收数据的编码方式，还有上位机发送数据的编码方式。
基于此，你就可以开发多个单片机联动的项目啦~
