使用 Python 和 pyserial 在 pico (RP2040) 上运行 python 脚本答案

【问题标题】：Using Python and pyserial to run python scripts on a pico (RP2040)使用 Python 和 pyserial 在 pico (RP2040) 上运行 python 脚本
【发布时间】：2021-11-15 04:02:00
【问题描述】：

我的最终目标是通过 PC 上的 GUI 界面控制 PCB 上的多个外围芯片。为此，我的计划是在 PCB 上集成一个 RP2040（和内存），以保存所有 python 脚本并编程/监控所有外围芯片。然后，使用 PC 与 RP2040 接口，通过串口发送命令以在 pico 上执行特定的 python 文件。我意识到这有点令人困惑，所以附上的框图应该会有所帮助。

Block diagram

从框图的左侧开始，我有一台运行 tkinter GUI 的 PC。我目前正在 Thonny 运行 tkinter gui。（最终我希望它成为一个可执行文件，但这超出了本文的范围） gui 有许多按钮可以选择要运行的 python 脚本。 PC 通过 USB 电缆连接到 PCB。 USB 数据线连接到 RP2040 的 USB 输入（引脚 47,48）。 PCB 上的内存包含许多与 GUI 中的按钮相对应的 python 脚本。理想情况下，在 PC 上按下一个按钮会在 pcb 上执行相应的 py 文件。

到目前为止我的工作： 我真正的专长在于外围芯片和 PCB 设计，在这种情况下是 2-18GHz 收发器的前端，如果我的一些 python 问题看起来很基础或有误导性，那么我就这么说吧。我已经编写并测试了 pico 内存中的所有 .py 文件。为了测试这些脚本，我使用 Thonny 连接到我的 pico 并简单地运行 (f5) 脚本，其中外围设备连接到正确的 GPIO。我还能够让 tkinter 工作并创建可以执行命令的功能按钮。使用 pyserial 模块，我还可以通过 USB 连接到 pico 并写入...字符串。不是很有用，只是一个开始。

import serial

ser = serial.Serial('COM3', 38400, timeout=1, parity=serial.PARITY_EVEN, rtscts=1)
s = ser.read(100)       # read up to one hundred bytes or as much is in the buffer

print(ser.name)                # check which port was really used
ser.write(b'ToggleLED.py')     # write a string
ser.close()                    # close port

剩余任务：我在过去 2 天里惨败的最后一个任务实际上是尝试通过串行端口执行位于 pico 内存上的 .py 文件。我没有经验/幼稚的想法是简单地发送一个带有文件名的字符串，显然不正确。关于如何使用该 pyserial 模块执行这些 py 文件有什么想法吗？

顺便说一句，如果有更好的解决方案，请随时分享！也许文件应该位于 PC 上，我一次发送 1 个命令？

【问题讨论】：

你在树莓派上运行什么代码来响应串行字符串？或者您是否正在与树莓派上的串行终端交互？如果您不知道，请从 命令行 运行python -m serial.tools.miniterm --parity E --rtscts COM3 38400，这将打开一个具有相同参数的串行终端。这应该会告诉您您是否最终进入了终端。
RP2040 上的 Python 是什么？电路Python？微蟒？其他？使用 CircuitPython，您可以简单地将新文件复制到大容量存储类磁盘，并将其命名为 code.py，CircuitPython 将在看到它时重新启动并运行。如果您不想要“重启”功能，您可能需要通过 RP2040 上的程序监控串行端口。我不记得它是否支持子进程，但你可能只是 import 来自主文件的文件（这需要在你的主程序中硬编码所有文件名）但这是一种方法。

标签： python pyserial raspberry-pi-pico

【解决方案1】：

在您澄清 pi 上正在运行的内容之前，我无法对您的系列问题发表任何意见（请参阅我的评论：我会在您这样做时更新此答案），但是“有没有更好的方法”：可能.

由于 Pi 运行的是完整的操作系统，因此有几个选项。您基本上是在为 Pi 创建一个网络连接。虽然这个可以通过串口完成（使用 Pi，大概充当假的 USB 串行设备），它也可以更传统地通过 wifi 或以太网完成。最后，您可以在 Pi 上托管您的界面，并在网络浏览器中与之交互，从而将第二台计算机从图片中删除。您决定采用哪个选项完全取决于您，并且在这里确实是题外话（尽管它可能在 SE 的其他地方成为话题）。

向 pi 发送命令并让它运行脚本是远程过程调用。您可能想查找一些通常用于执行此操作的协议（如 JSON-RPC），但基本方法将在 pi 上运行代码：

def do_something():
    pass
def do_something_else():
    pass

functions = {"something": do_something, "something_else": do_something_else}

while True:
    cmd = get_input() # blocks until input comes
    if cmd in functions:
        reply(f"Running {cmd}")
        output = functions[cmd]()
        reply(f"{cmd} returned with output {output}")
    else:
        reply(f"Invalid command {cmd}")

这是示意图：pi 上的 get_input() 究竟是什么取决于您最终连接的方式以及您最终使用的协议（如果有的话）。请注意，我已经内置了确认：你想知道事情是成功还是失败。

虽然您可以将这些命令存储在单独的脚本中并调用它们，但如果它们只是 python 脚本，则没有理由不直接从 pi 上运行的代码调用这些函数。

【讨论】：

【解决方案2】：

我已经看到了这个问题的两种不同的解决方案：

使用运行 REPL（python shell）的 Pi pico，可以简单地从主机上运行的 python 程序发送文本字符串（Windows 或 Raspberry Pi 等，连接到 USB com 端口，关闭 Thonny 窗口），并作为 python 命令发送到 pico。这种方法在以下内容中有详细说明：

https://blog.rareschool.com/2021/01/controlling-raspberry-pi-pico-using.html

在 pico 方面，只需要定义一些将从 REPL 执行的函数。例如：

from machine import Pin

# use onboard LED which is controlled by Pin 25
led = Pin(25, Pin.OUT)
# Turn the LED on
def on():
    led.value(1)
# Turn the LED off
def off():
    led.value(0)

发送到pico的任何字符串，如

on()

将相应地执行。

在第二种方法中，pico 将从 USB 串行端口读取每一行并将该行解析为命令和附加参数，与预定义命令列表进行比较并相应地执行。我使用 Arduino Due 做到了这一点，并且正在将其移植到 pico（= 还没有要显示的代码 :-()。

【讨论】：