[教程]揭秘Python串口通信：轻松实现设备数据交互的实用指南

引言在嵌入式系统、工业自动化、物联网（IoT）等领域，串口通信是一种常用的数据交互方式。Python作为一种高效、易学的编程语言，拥有丰富的库支持串口通信。本文将深入探讨Python串口通信的基本原理...

引言

在嵌入式系统、工业自动化、物联网（IoT）等领域，串口通信是一种常用的数据交互方式。Python作为一种高效、易学的编程语言，拥有丰富的库支持串口通信。本文将深入探讨Python串口通信的基本原理、常用库、配置方法以及实际应用案例，帮助读者轻松实现设备数据交互。

1. 串口通信基础

1.1 什么是串口通信？

串口通信是一种逐位传输数据的方式，常用于计算机与外部设备之间的数据交换。它通过串行端口进行数据传输，具有较高的可靠性和稳定性。

1.2 串口通信的基本参数

• 波特率（Baud Rate）：数据传输速率，单位为bps（比特每秒）。
• 数据位（Data Bits）：每个数据包中的数据位数，常见值为5、6、7、8。
• 停止位（Stop Bits）：用于表示一个数据包的结束，常见值为1、1.5、2。
• 校验位（Parity Bits）：用于数据校验，可选无校验、奇校验、偶校验等。

2. Python串口通信库

Python中常用的串口通信库有pySerial和serial。本文将以pySerial为例进行讲解。

2.1 安装pySerial

pip install pyserial

2.2 导入库

import serial

3. 配置串口参数

在进行串口通信之前，需要配置串口的参数，包括端口号、波特率、超时时间等。

ser = serial.Serial( port='COM1', # 端口号，根据实际情况修改 baudrate=9600, # 波特率，根据设备要求设置 parity=serial.PARITY_NONE, # 校验位 stopbits=serial.STOPBITS_ONE, # 停止位 bytesize=serial.EIGHTBITS, # 数据位 timeout=1 # 超时时间
)

4. 读取数据

读取数据是串口通信的核心操作之一，可以通过read、readline和readlines等方法来实现。

# 读取指定长度的数据
data = ser.read(10)
print(data)
# 读取一行数据
line = ser.readline()
print(line)
# 读取多行数据
lines = ser.readlines()
for line in lines: print(line)

5. 写入数据

写入数据是串口通信的另一个重要操作。

# 写入数据
ser.write(b'Hello, World!\n')

6. 实际应用案例

6.1 使用pySerial读取串口数据并实时显示

import time
def read_serial(): while True: data = ser.read(10) if not data: break print(f"Received: {data.decode('utf-8')}")
# 创建一个线程用于读取串口数据
import threading
thread = threading.Thread(target=read_serial)
thread.start()
# 主线程可以执行其他任务
time.sleep(5)

6.2 使用matplotlib实时绘制串口数据

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def plot_serial(): x = np.linspace(0, 10, 100) y = np.zeros(100) fig, ax = plt.subplots() ax.plot(x, y) ax.set_xlim(0, 10) ax.set_ylim(0, 1) while True: data = ser.read(10) if not data: break y[0] = int(data.decode('utf-8')) ax.clear() ax.plot(x, y) plt.draw() plt.pause(0.1)
# 创建一个线程用于绘制串口数据
thread = threading.Thread(target=plot_serial)
thread.start()

7. 总结

Python串口通信是一种简单而实用的技术，可以帮助开发者轻松实现设备数据交互。通过本文的介绍，相信读者已经掌握了Python串口通信的基本原理、常用库、配置方法以及实际应用案例。在实际开发过程中，可以根据具体需求灵活运用这些知识，为项目带来便利。