python如何和串口通信

Python可以通过多种方式实现与串口通信，常用的库包括pySerial、serial.tools.list_ports、以及pymodbus等。pySerial库是最常用的，它提供了一个简单的接口来进行串口通信，支持对串口设备进行读写操作、设置波特率、数据位、停止位等参数。pySerial库支持跨平台使用，适用于Windows、Linux、Mac OS等操作系统。

一、安装与配置

1.安装pySerial库

在使用pySerial进行串口通信之前，需要先安装pySerial库。可以通过pip命令进行安装：

pip install pyserial

2.确认串口号

在进行串口通信时，需要知道所使用的串口号。可以使用以下命令列出系统中所有的串口设备：

import serial.tools.list_ports
ports = serial.tools.list_ports.comports()
for port in ports:
    print(port)

二、基本用法

1.打开串口

使用pySerial库打开串口非常简单，只需创建一个Serial对象并传入串口号和波特率等参数：

import serial
打开串口
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)

在这里，'COM3'是串口号，9600是波特率，timeout是超时时间（秒）。

2.读写数据

使用Serial对象的read()和write()方法可以进行数据的读写操作：

# 写入数据
ser.write(b'Hello, serial port!')
读取数据
data = ser.read(10)  # 读取10个字节
print(data)

3.关闭串口

使用close()方法关闭串口：

ser.close()

三、串口配置

1.设置波特率、数据位、停止位、校验位

pySerial库允许用户配置串口的各项参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等：

ser = serial.Serial(
    port='COM3',
    baudrate=9600,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
    timeout=1
)

在这里，bytesize可以设置为serial.FIVEBITS、serial.SIXBITS、serial.SEVENBITS或serial.EIGHTBITS，parity可以设置为serial.PARITY_NONE、serial.PARITY_EVEN或serial.PARITY_ODD，stopbits可以设置为serial.STOPBITS_ONE或serial.STOPBITS_TWO。

四、异常处理

在进行串口通信时，可能会遇到一些异常情况，例如串口无法打开、读写超时等。可以使用try-except语句进行异常处理：

try:
    ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
except serial.SerialException as e:
    print(f"Error opening serial port: {e}")
else:
    try:
        ser.write(b'Hello, serial port!')
        data = ser.read(10)
        print(data)
    except serial.SerialTimeoutException as e:
        print(f"Read/write timeout: {e}")
    finally:
        ser.close()

五、多线程通信

在实际应用中，可能需要同时进行数据的读取和写入操作，这时可以使用多线程来实现。可以使用threading模块创建线程：

import serial
import threading
def read_from_port(ser):
    while True:
        data = ser.read(10)
        if data:
            print(f"Received: {data}")
def write_to_port(ser):
    while True:
        user_input = input("Enter data to send: ")
        ser.write(user_input.encode())
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
创建读线程
read_thread = threading.Thread(target=read_from_port, args=(ser,))
read_thread.start()
创建写线程
write_thread = threading.Thread(target=write_to_port, args=(ser,))
write_thread.start()

六、应用实例

1.串口设备控制

可以通过串口控制一些硬件设备，例如单片机、传感器等。下面是一个简单的实例，通过串口向单片机发送指令，控制LED灯的开关：

import serial
打开串口
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
控制LED灯
while True:
    command = input("Enter command (on/off): ")
    if command == "on":
        ser.write(b'1')  # 发送指令打开LED灯
    elif command == "off":
        ser.write(b'0')  # 发送指令关闭LED灯
    else:
        print("Invalid command")
关闭串口
ser.close()

2.数据采集与存储

可以通过串口采集传感器的数据，并将数据存储到文件中。下面是一个简单的实例，通过串口采集温度传感器的数据，并将数据存储到CSV文件中：

import serial
import csv
import time
打开串口
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
打开CSV文件
with open('temperature_data.csv', 'w', newline='') as csvfile:
    csvwriter = csv.writer(csvfile)
    csvwriter.writerow(['Timestamp', 'Temperature'])
    while True:
        # 读取温度数据
        data = ser.readline().decode().strip()
        if data:
            timestamp = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
            print(f"{timestamp}: {data}")
            # 写入CSV文件
            csvwriter.writerow([timestamp, data])
            csvfile.flush()
关闭串口
ser.close()