Python实现串口通信（pyserial）过程解析

Python中的串口通信是通过第三方库pyserial来实现的，pyserial是一个强大的库，它为Python提供了跨平台的串口通信功能，支持多种操作系统，包括Windows、Linux、macOS等。下面将详细介绍如何使用pyserial进行串口通信，以及相关的参数设置和方法。 **一、pyserial的安装** 在Python环境中，你可以通过pip来安装pyserial，命令如下： ``` pip install pyserial ``` 安装完成后，就可以在Python程序中导入这个库进行串口通信操作。 **二、pyserial的初始化** 初始化串口通信对象是使用`serial.Serial()`类，基本语法如下： ```python import serial ser = serial.Serial(port, baudrate, timeout=timeout) ``` 其中： - `port` 是串口编号，如在Windows系统中为"COM1"，在Linux系统中可能为"/dev/ttyUSB0"或"/dev/ttyS1"等。 - `baudrate` 是波特率，如9600、115200等。 - `timeout` 是读取数据的超时时间，可以是浮点数，表示秒数；设置为None表示无限制等待。 **三、初始化参数详解** 除了上述基本参数外，还有其他可选参数，例如： - `bytesize` 可以是EIGHTBITS、SEVENBITS、FIVEBITS等，用于设置数据位数。 - `parity` 可以是PARITY_NONE、PARITY_EVEN、PARITY_ODD等，用于设置奇偶校验。 - `stopbits` 可以是STOPBITS_ONE、STOPBITS_TWO，设置停止位。 - `xonxoff` 和 `rtscts` 分别用于开启软件和硬件流控。 - `writeTimeout` 设置写操作的超时时间。 - `dsrdtr` 用于控制DSR/DTR信号。 - `interCharTimeout` 字符间隔超时，用于在两个字符间设置等待时间。 **四、不同平台下的初始化示例** - USB连接串行口：`ser = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", 9600, timeout=0.5)` - 树莓派GPIO口连接：`ser = serial.Serial("/dev/ttyAMA0", 9600, timeout=0.5)` - Windows系统COM1口：`ser = serial.Serial("com1", 9600, timeout=0.5)` - Linux系统COM1口：`ser = serial.Serial("/dev/ttyS1", 9600, timeout=0.5)` **五、Serial对象属性** - `name`: 设备名。 - `port`: 串口端口号。 - `baudrate`: 波特率。 - `bytesize`: 字节大小。 - `parity`: 校验位。 - `stopbits`: 停止位。 - `timeout`: 读取超时。 - `writeTimeout`: 写入超时。 - `xonxoff`: 软件流控状态。 - `rtscts`: 硬件流控状态。 - `dsrdtr`: DSR/DTR硬件流控状态。 - `interCharTimeout`: 字符间隔超时。 **六、Serial对象常用方法** - `ser.isOpen()`: 检查串口是否已经打开。 - `ser.open()`: 打开指定的串口。 - `ser.close()`: 关闭串口。 - `ser.read()`: 读取单个或指定数量的数据，默认读一个字节。 - `ser.read_all()`: 读取所有可用数据。 - `ser.write(data)`: 向串口写入数据。 - `ser.readline()`: 读取一行数据。 - `ser.readlines()`: 读取多行数据，直到遇到换行符。 - `ser.in_waiting()`: 返回接收缓冲区中的字节数。 - `ser.flush()`: 等待所有数据写出。 - `ser.flushInput()`: 清空接收缓冲区。 - `ser.flushOutput()`: 清空发送缓冲区并结束当前写操作。 **七、封装参考** 为了方便使用，可以创建一个自定义函数来封装串口操作，比如打开、关闭、读写等。例如： ```python def open_serial(port, baudrate, timeout=1): ser = serial.Serial(port, baudrate, timeout=timeout) return ser def close_serial(ser): ser.close() def read_serial(ser, n=1): return ser.read(n) def write_serial(ser, data): ser.write(data.encode()) def read_line(ser): return ser.readline().decode().strip() ``` 这样，你就可以通过这些封装好的函数，更简洁地进行串口通信操作。 Python的pyserial库提供了丰富的功能，使得串口通信变得简单易用。通过正确配置参数和调用相应方法，我们可以轻松地在Python程序中实现与硬件设备的串口交互。