引言

對于嵌入式設備，串口可謂是最常用的接口。在裸機編程中，串口通常用于輸出程序的運行或調(diào)試信息；在嵌入式操作系統(tǒng)中，串口通常會作為系統(tǒng)的控制臺接口。

如果掌握了Python操作串口的方法，那我們就可以利用Python強大的數(shù)據(jù)處理能力，快速開發(fā)出許多好用的工具。

串口的基本操作

在使用 Python 之前，我們先回想一下平時我們是如何使用串口的。

總結(jié)來說，無非就是下面幾個步驟：

首先，我們需要確定要使用的串口號。

其次，配置波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位、DTR/DSR、RTS/CTS 和 XON/XOFF。

第三，打開串口。

第四，收發(fā)數(shù)據(jù)。

第五，關閉串口。

接下來，我們就來研究下用 Python 怎么實現(xiàn)上面的這些步驟。

初識 pySerial

pySerial 是 Python 中用于操作串口的第三方模塊，它支持 Windows、Linux、OSX、BSD等多個平臺。

如果要使用 pySerial 模塊，首先必須保證 Python 版本高于 Python 2.7 或者 Python 3.4。

另外，如果你是用的是 Windows 系統(tǒng)，那必須使用 Win7 及以上的版本。

pySerial 的安裝很簡單，只需要執(zhí)行一條命令：pip install pyserial安裝完成后，只需要在 Python 代碼中使用 import serial 語句導入該模塊即可。

確定串口號

import serial
import serial.tools.list_ports
# 獲取所有串口設備實例。
# 如果沒找到串口設備，則輸出：“無串口設備?！?
# 如果找到串口設備，則依次輸出每個設備對應的串口號和描述信息。
ports_list = list(serial.tools.list_ports.comports())
if len(ports_list) <= 0:
    print("無串口設備。")
else:
    print("可用的串口設備如下：")
    for comport in ports_list:
        print(list(comport)[0], list(comport)[1])

運行結(jié)果：

可用的串口設備如下：
COM4 藍牙鏈接上的標準串行 (COM4)
COM6 藍牙鏈接上的標準串行 (COM6)
COM5 藍牙鏈接上的標準串行 (COM5)
COM18 Prolific PL2303GT USB Serial COM Port (COM18)
COM17 Prolific USB-to-Serial Comm Port (COM17)
COM3 藍牙鏈接上的標準串行 (COM3)

配置串口 & 打開串口

pySerial 配置和打開串口有兩種方式：

• 第一種方式是在調(diào)用函數(shù)接口打開串口時傳入配置參數(shù)
• 第二種方式是先配置參數(shù)，然后再打開串口

這兩種方式操作的效果一樣，此處我們只介紹第一種。

# 方式1：調(diào)用函數(shù)接口打開串口時傳入配置參數(shù)
import serial
ser = serial.Serial("COM17", 115200)    # 打開COM17，將波特率配置為115200，其余參數(shù)使用默認值
if ser.isOpen():                        # 判斷串口是否成功打開
    print("打開串口成功。")
    print(ser.name)    # 輸出串口號
else:
    print("打開串口失敗。")
 

在使用 serial.Serial() 創(chuàng)建串口實例時，可以傳入的參數(shù)很多，常用的參數(shù)如下（默認值用紅色標記）：

• port- 串口設備名或 None。
• baudrate - 波特率，可以是50, 75, 110, 134, 150, 200, 300, 600, 1200, 1800, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800, 500000, 576000, 921600, 1000000, 1152000, 1500000, 2000000, 2500000, 3000000, 3500000, 4000000。
• bytesize - 數(shù)據(jù)位，可取值為：FIVEBITS, SIXBITS, SEVENBITS, EIGHTBITS。
• parity - 校驗位，可取值為：PARITY_NONE, PARITY_EVEN, PARITY_ODD, PARITY_MARK, PARITY_SPACE。
• stopbits - 停止位，可取值為：STOPBITS_ONE, STOPBITS_ONE_POINT_FIVE, STOPBITS_TOW。
• xonxoff - 軟件流控，可取值為 True, False。
• rtscts - 硬件（RTS/CTS）流控，可取值為 True, False。
• dsr/dtr - 硬件（DSR/DTR）流控，可取值為 True, False。
• timeout - 讀超時時間，可取值為 None, 0 或者其他具體數(shù)值（支持小數(shù)）。當設置為 None 時，表示阻塞式讀取，一直讀到期望的所有數(shù)據(jù)才返回；當設置為 0 時，表示非阻塞式讀取，無論讀取到多少數(shù)據(jù)都立即返回；當設置為其他數(shù)值時，表示設置具體的超時時間（以秒為單位），如果在該時間內(nèi)沒有讀取到所有數(shù)據(jù)，則直接返回。
• write_timeout: 寫超時時間，可取值為 None, 0 或者其他具體數(shù)值（支持小數(shù)）。參數(shù)值起到的效果參考 timeout 參數(shù)。

import serial
# 打開 COM17，將波特率配置為115200，數(shù)據(jù)位為7，停止位為2，無校驗位，讀超時時間為0.5秒。
ser = serial.Serial(port="COM17",
                    baudrate=115200,
                    bytesize=serial.SEVENBITS,
                    parity=serial.PARITY_NONE,
                    stopbits=serial.STOPBITS_TWO,
                    timeout=0.5) 

關閉串口

關閉串口很簡單，直接調(diào)用 close() 方法即可。

import serial
ser = serial.Serial("COM17", 115200)    # 打開 COM17，將波特率配置為115200，其余參數(shù)使用默認值
if ser.isOpen():                        # 判斷串口是否成功打開
    print("打開串口成功。")
else:
    print("打開串口失敗。")
ser.close()
if ser.isOpen():                        # 判斷串口是否關閉
    print("串口未關閉。")
else:
    print("串口已關閉。")

發(fā)送數(shù)據(jù) write()

關于write() 方法，需要了解如下幾點：

① write() 方法只能發(fā)送 bytes 類型的數(shù)據(jù)，所以需要對字符串進行 encode 編碼。

② write() 方法執(zhí)行完成后，會將發(fā)送的字節(jié)數(shù)作為返回值。

③ 在打開串口時，可以為 write() 方法配置超時時間

import serial
# 打開 COM17，將波特率配置為115200.
ser = serial.Serial(port="COM17", baudrate=115200)
# 串口發(fā)送 ABCDEFG，并輸出發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
write_len = ser.write("ABCDEFG".encode('utf-8'))
print("串口發(fā)出{}個字節(jié)。".format(write_len))
ser.close()

讀取數(shù)據(jù) read()

關于 read() 方法，需要了解如下幾點：

① read() 方法默認一次讀取一個字節(jié)，可以通過傳入?yún)?shù)指定每次讀取的字節(jié)數(shù)。

② read() 方法會將讀取的內(nèi)容作為返回值，類型為 bytes。

③ 在打開串口時，可以為 read() 方法配置超時時間。

import serial
# 打開 COM17，將波特率配置為115200, 讀超時時間為1秒
ser = serial.Serial(port="COM17", baudrate=115200, timeout=1)
# 讀取串口輸入信息并輸出。
while True:
    com_input = ser.read(10)
    if com_input:   # 如果讀取結(jié)果非空，則輸出
        print(com_input)
ser.close()

總結(jié)

以上就是對 pySerial 模塊使用方法的簡單總結(jié)，如果想要了解更多 pySerial 細節(jié)，可以參考 pySerial官方文檔。

這些僅為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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