Get digital input values from Arduino

arduino_comm.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

##
## @file        arduino_comm.py
## @brief       Get digital input values from Arduino
## @author      Keitetsu
## @date        2021/01/31
## @copyright   Copyright (c) 2021 Keitetsu
## @par         License
##              This software is released under the MIT License.
##

import argparse
import sys
import serial

def recieve_din_values(ser, num_din_values=5):
    # 文字列の長さの期待値を計算する
    # デジタル入力ピンの数 + 区切り文字の数 (デジタル入力ピンの数 - 1)
    expected_line_len = num_din_values + (num_din_values - 1)
    # 1行受信する
    line = ser.readline()
    # 改行コードを削除し，文字列に変換する
    line_string = line.strip().decode("utf-8")
    # ","で文字列を分割する
    line_elements = line_string.split(",")
    # 文字列の長さが期待値に一致かつ
    # 分割結果がデジタル入力ピンの数であれば，リストに値を格納する
    if ((len(line_string) == expected_line_len) and (len(line_elements) == num_din_values)):
        din_values = [0] * num_din_values
        for i, din_value in enumerate(line_elements):
            din_values[i] = int(din_value)
    else:
        din_values = None

    return din_values

if __name__ == "__main__":
    parser = argparse.ArgumentParser(
        description = "Get digital input values from Arduino"
    )
    parser.add_argument(
        "--port",
        "-p",
        type = str,
        default = "/dev/ttyUSB0",
        help = "Serial port (Arduino)"
    )
    args = parser.parse_args()

    # 引数を変数に格納
    port = args.port

    # デジタル入力ピンのリスト
    din_pins = ("g0", "g1", "g2", "Button", "mode")

    # シリアルポートをオープン
    try:
        ser = serial.Serial(port=port, baudrate=9600)
    except:
        print("No Arduino found", file=sys.stderr)
        raise

    try:
        print("Press Ctrl+C to quit")
        while True:
            din_values = recieve_din_values(ser, 5)
            # 正常に受信できた場合は，各デジタル入力ピンの値を表示する
            if (din_values is not None):
                buf = ""
                for i, din_pin in enumerate(din_pins):
                    buf += "%s: %1u" % (din_pin, din_values[i])
                    if (i != (len(din_pins) - 1)):
                        buf += ", "
                print(buf)
    except KeyboardInterrupt:
        # シリアルポートをクローズ
        ser.close()  

serial.ino

/**
 * @file        serial.ino
 * @brief       Arduino Data Transmitter 
 * @author      Keitetsu
 * @date        2021/01/31
 * @copyright   Copyright (c) 2021 Keitetsu
 * @par         License
 *              This software is released under the MIT License.
 */

#define DIN_NUM 5 /**< デジタル入力ピンの数 */
/** @{ */
/**
 * @brief       デジタル入力ピンのリストのインデックス
 */
#define DIN_G0 0     /**< g0入力 */
#define DIN_G1 1     /**< g1入力 */
#define DIN_G2 2     /**< g2入力 */
#define DIN_BUTTON 3 /**< button入力 */
#define DIN_MODE 4   /**< mode入力 */
/** @} */
#define BUF_SIZE 10       /**< シリアル通信の送信バッファのサイズ */
#define INTERVAL_TIME 500 /**< 周期実行の間隔 */

/**
 * @brief       デジタル入力ピンのリスト
 */
uint8_t din_pins[DIN_NUM] = {2, 3, 4, 5, 6};
unsigned long prev_time;     /**< 周期実行の前回実行時刻 */
unsigned long interval_time; /**< 周期実行の間隔 */

/**
 * @brief       入出力値のシリアル送信
 */
void sendData()
{
    uint8_t i;
    uint8_t din_values[DIN_NUM];
    char buf[BUF_SIZE];

    // デジタル入力ピンの値を取得する
    for (i = 0; i < DIN_NUM; i++) {
        din_values[i] = digitalRead(din_pins[i]);
    }

    // 送信する
    sprintf(
        buf,
        "%1u,%1u,%1u,%1u,%1u",
        din_values[DIN_G0],
        din_values[DIN_G1],
        din_values[DIN_G2],
        din_values[DIN_BUTTON],
        din_values[DIN_MODE]);
    Serial.println(buf);
}

/**
 * @brief       セットアップ関数
 */
void setup()
{
    uint8_t i;

    // シリアル通信の初期化
    Serial.begin(9600);

    // デジタル入力ピンの初期化
    for (i = 0; i < DIN_NUM; i++) {
        pinMode(din_pins[i], INPUT_PULLUP);
    }

    // 周期実行の初期化
    prev_time = 0;
    interval_time = INTERVAL_TIME;
}

/**
 * @brief       ループ関数
 */
void loop()
{
    unsigned long curr_time;

    // 現在時刻を取得する
    curr_time = millis();

    // 周期実行
    if ((curr_time - prev_time) >= interval_time) {
        prev_time += interval_time;
        sendData();
    }
}