英伟达Jeston nano＜3＞使用Python实现三种方式串口通信

前言

近来需要把使用Jeston nano做个设备，需要使用Jeston nano跑代码，然后将代码处理的数据传给STM32,STM32做底层的控制，所以在Jeston nano和STM32之间要涉及到串口通信的内容，本博文即为了记录在调试通信的步骤和一些问题；

其实Jeston nano 本身自带的有40pin IO口，完全可以外接拓展板使用Python进行编程，这里因为项目组内熟悉Jeston nano-STM32这种所谓上位机-下位机的开发和分工方式，所以还是选择了这种，后续本人有时间会尝试直接用Jeston nano 引脚进行控制。

关于通信方式本身，其实有串口通信、Can总线等等方式，但是由于硬件原因，Jeston nano和STM32通信只支持串口通信的方式；对于Jeston nano串口硬件来说，可以看下述Jeston nano最新版B01硬件图，有直接串口引脚、40pin IO 引脚串口、USB串口三种硬件连接方式；从编程语言上也有Python和C++之分；

话又说回来，我那个项目代码能否使用C++和Python混合编程/编译？

通信配置过程

基本信息

使用硬件：Jeston nanoB01(Jeston nano总共有A01/A02/B01三个版本)、USB转ttl、杜邦线、USB hub；

串口硬件：独立串口模块serial Port Header（J40）、40pinEXpansion Header（J41）、USB3.0 三种硬件方式。

配置过程

以下是三种硬件配置

方案一：Python-40pinEXpansion Header

第一种方式就是40pinEXpansion Header，对应就是板载上40pin GPIO口，上面串口引脚是8和10，这个看一下板子和上面的引脚图就知道了
首先配置一下serial库：

//先安装一下python3版本的py-serial库
 sudo apt-get install python3-serial

使用 USB转ttl 连接Jeston nano和电脑：
上图另一端USB连接电脑；
运行代码，记得是python3且sudo：

sudo python3 uart_example.py

uart_example.py代码内容具体如下：

#!/usr/bin/python3
import time
import serial

print("UART Demonstration Program")
print("NVIDIA Jetson Nano Developer Kit")


serial_port = serial.Serial(
    port="/dev/ttyTHS1",   #这里注意一下这个端口号
    baudrate=115200,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
)
# Wait a second to let the port initialize
time.sleep(1)

try:
    # Send a simple header
    serial_port.write("UART Demonstration Program\r\n".encode())
    serial_port.write("NVIDIA Jetson Nano Developer Kit\r\n".encode())
    while True:
        if serial_port.inWaiting() > 0:
            data = serial_port.read()
            print(data)
            serial_port.write(data)
            # if we get a carriage return, add a line feed too
            # \r is a carriage return; \n is a line feed
            # This is to help the tty program on the other end 
            # Windows is \r\n for carriage return, line feed
            # Macintosh and Linux use \n
            if data == "\r".encode():
                # For Windows boxen on the other end
                serial_port.write("\n".encode())


except KeyboardInterrupt:
    print("Exiting Program")

except Exception as exception_error:
    print("Error occurred. Exiting Program")
    print("Error: " + str(exception_error))

finally:
    serial_port.close()
    pass

电脑端使用串口通信测试软件，选中com口，测试结果如下：

测试成功

方案二：Python-serial Port Header

这里我首先查看了一下设备端口号：

刚才那个40pin的GPIO用了ttyTHS1，这里我以为serial Port Header独立模块的串口就是ttyTHS2，
硬件连接如下：

测试了一下，结果如下：

它通信自动反馈端口号为 ttyS0，测试后确为这个，测试成功。

这个ttyTHS2猜测为其他通信方式的端口，如I2C，SPI等等。

方案三：Python-USB3.0 Type A

这里按照之前的测试方案，需要两个 USB转ttl 分别连接Jeston nano和电脑，这里我手里只有一个 USB转ttl ，所以打算直接在Jeston nano上实现测试；
硬件连接如下：

这里用了serial Port Header的串口，端口号为ttyS0；
首先查看一下USB转ttl的端口号，下图为插拔效果：

所以 USB转ttl 端口号为：ttyUSB0
测试方法即在Jeston nano上开两个终端运行两个程序，实现通信；

uart_example.py代码如下：

#!/usr/bin/python3
import time
import serial

print("UART Demonstration Program")
print("NVIDIA Jetson Nano Developer Kit")


serial_port = serial.Serial(
    port="/dev/ttyS0",
    baudrate=115200,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
)
# Wait a second to let the port initialize
time.sleep(1)

try:
    # Send a simple header
    serial_port.write("UART Demonstration Program\r\n".encode())
    serial_port.write("NVIDIA Jetson Nano Developer Kit\r\n".encode())
    while True:
        if serial_port.inWaiting() > 0:
            data = serial_port.read()
            print(data)
            serial_port.write(data)
            # if we get a carriage return, add a line feed too
            # \r is a carriage return; \n is a line feed
            # This is to help the tty program on the other end 
            # Windows is \r\n for carriage return, line feed
            # Macintosh and Linux use \n
            if data == "\r".encode():
                # For Windows boxen on the other end
                serial_port.write("\n".encode())


except KeyboardInterrupt:
    print("Exiting Program")

except Exception as exception_error:
    print("Error occurred. Exiting Program")
    print("Error: " + str(exception_error))

finally:
    serial_port.close()
    pass

uart_example1.py代码如下

#!/usr/bin/python3
import time
import serial

print("UART Demonstration Program")
print("NVIDIA Jetson Nano Developer Kit")


serial_port = serial.Serial(
    port="/dev/ttyUSB0",
    baudrate=115200,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
)
# Wait a second to let the port initialize
time.sleep(1)

try:
    # Send a simple header
    serial_port.write("UART Demonstration Program\r\n".encode())
    serial_port.write("NVIDIA Jetson Nano Developer Kit\r\n".encode())
    while True:
        if serial_port.inWaiting() > 0:
            data = serial_port.read()
            print(data)
            serial_port.write(data)
            # if we get a carriage return, add a line feed too
            # \r is a carriage return; \n is a line feed
            # This is to help the tty program on the other end 
            # Windows is \r\n for carriage return, line feed
            # Macintosh and Linux use \n
            if data == "\r".encode():
                # For Windows boxen on the other end
                serial_port.write("\n".encode())


except KeyboardInterrupt:
    print("Exiting Program")

except Exception as exception_error:
    print("Error occurred. Exiting Program")
    print("Error: " + str(exception_error))

finally:
    serial_port.close()
    pass

测试结果如下：

通信测试成功。

其他方案

这里利用python的serial库测试的Jeston nano上所有串口，后续会测试使用C++如何实现相应的功能…

总结

Jeston nano对应串口的端口号如下：
独立串口模块serial Port Header—/dev/ttyS0
40pinEXpansion Header串口—/dev/ttyTHS1
使用USB转ttl—ttyUSB0

一般USB转串口设备/dev/ttyUSB*，如果是普通的串口设备会是/dev/ttyS*

其他tty设备应该是USB设备，使用时随机分配。

参考资料

[1]、Jetson Nano - Serial Console from JetsonHacks ： https://www.youtube.com/watch?v=Kwpxhw41W50 B01版本.
[2]、Jetson_Nano_Developer_Kit_User_Guide （这里A02版本的，暂时没找到B01的）.
[3]、CSDN博客: https://blog.csdn.net/Uncle_GUO/article/details/80867169.
最后，关于Jeston nano视频教程，推荐一下这个油管光头大叔JetsonHacks