python實(shí)現(xiàn)串口通信

python實(shí)現(xiàn)串口通信是一件簡單的事情，只要通過pyserial模塊就可以實(shí)現(xiàn)。

一、串口通信

1、什么是串口通信？

串口通信是一種通過串行接口（Serial Port）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸的通信方式。在串口通信中，數(shù)據(jù)位按順序一位一位地傳輸，相比并行通信，串口通信只需要幾根線纜就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。串口通信通常用于連接計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備，例如傳感器、打印機(jī)、微控制器等。串口通信主要有兩種標(biāo)準(zhǔn)：RS-232和RS-485。

（1）RS-232：RS-232是一種單點(diǎn)通信協(xié)議，適用于連接兩臺設(shè)備，其中一臺設(shè)備作為主設(shè)備（例如計(jì)算機(jī)），另一臺設(shè)備作為從設(shè)備。RS-232使用多根線纜，包括數(shù)據(jù)線、控制線和地線。RS-232通信距離較短，通常在15米以內(nèi)。

（2）RS-485：RS-485是一種多點(diǎn)通信協(xié)議，適用于連接多個(gè)設(shè)備。RS-485可以連接多達(dá)128個(gè)設(shè)備，其中每個(gè)設(shè)備都有獨(dú)特的地址。RS-485使用兩根線纜（A線和B線）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種差分信號傳輸方式使得RS-485通信距離可以達(dá)到1200米，同時(shí)具備抗干擾能力。

串口通信通常以串行數(shù)據(jù)的形式傳輸，其中數(shù)據(jù)位逐位傳輸，通信的兩端使用同樣的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位等參數(shù)，以確保正確的數(shù)據(jù)傳輸。串口通信在工業(yè)自動(dòng)化、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

2、RS-232與RS-485在串口通信編程上有啥區(qū)別？

沒啥區(qū)別。特別是單點(diǎn)通信上是一致的。至于RS-485的多點(diǎn)通信，一般依賴于基于串口通信上的協(xié)議，如ModbusRTU。因此，無論是RS-232還是RS-485通信，通用的步驟都需要遵循：

（1）選擇合適的串口庫： 使用Python中的串口庫（如PySerial）來建立串口連接。

（2）配置串口參數(shù)： 包括波特率（Baud Rate）、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等。通信的兩端必須使用相同的參數(shù)配置。

（3）打開串口連接： 使用串口庫打開串口連接，可以指定串口名稱（例如COM1、/dev/ttyS0等）和波特率等參數(shù)。

（4）發(fā)送和接收數(shù)據(jù)： 使用串口庫提供的方法發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)通常需要編碼為字節(jié)流；接收時(shí)，接收到的字節(jié)流需要解碼為可讀的數(shù)據(jù)。

（5）關(guān)閉串口連接： 在通信結(jié)束后，記得關(guān)閉串口連接，釋放串口資源。

3、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位是怎么定義的？

在串口通信中，波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位是用來定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮?shù)。它們的具體含義如下：

（1）波特率（Baud Rate）： 波特率是指每秒鐘傳送的比特?cái)?shù)（位數(shù)）。它表示在單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸多少個(gè)比特。通常用“波特（Baud）”表示，它的單位是每秒鐘的比特?cái)?shù)，例如9600波特就表示每秒鐘可以傳輸9600個(gè)比特。發(fā)送和接收雙方必須使用相同的波特率設(shè)置，否則數(shù)據(jù)無法正常傳輸。

（2）數(shù)據(jù)位（Data Bits）： 數(shù)據(jù)位指每個(gè)字符的位數(shù)，即每個(gè)字節(jié)的位數(shù)。通常可以選擇 5、6、7 或 8 位數(shù)據(jù)。例如，8位數(shù)據(jù)表示每個(gè)字節(jié)由8個(gè)比特組成。發(fā)送和接收雙方必須使用相同的數(shù)據(jù)位設(shè)置，以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。

（3）停止位（Stop Bits）： 停止位用于確定一個(gè)字符的傳輸結(jié)束。通?？梢赃x擇 1 或 2 個(gè)停止位。例如，在使用1個(gè)停止位時(shí)，數(shù)據(jù)位和停止位的傳輸順序是：起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位（如果有）、停止位。停止位的設(shè)置也需要發(fā)送和接收雙方保持一致。

（4）校驗(yàn)位（Parity Bit）： 校驗(yàn)位用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。通?？梢赃x擇奇校驗(yàn)（Odd）、偶校驗(yàn)（Even）、無校驗(yàn)（None）、標(biāo)記校驗(yàn)（Mark）或空格校驗(yàn)（Space）。在奇校驗(yàn)中，校驗(yàn)位被設(shè)置為確保數(shù)據(jù)位中的1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)；在偶校驗(yàn)中，校驗(yàn)位被設(shè)置為確保數(shù)據(jù)位中的1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。無校驗(yàn)表示不使用校驗(yàn)位。

這些參數(shù)的正確設(shè)置非常重要，它們決定了數(shù)據(jù)在串口間的傳輸方式。通常，兩個(gè)通信設(shè)備之間的串口參數(shù)必須保持一致，否則數(shù)據(jù)傳輸可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

二、串口通信的python實(shí)現(xiàn)

1、一個(gè)Demo

import serial

# 打開串口
ser = serial.Serial('COM46', 9600, timeout=1)  # 'COM1'是你的串口號，9600是波特率，timeout是超時(shí)時(shí)間（單位為秒）
# 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)
ser.write(b's')
# 從串口接收數(shù)據(jù)
received_data = ser.readline()
print("Received data: ", received_data)
# 關(guān)閉串口
ser.close()

在這個(gè)例子中，serial.Serial() 函數(shù)用于打開串口。你需要指定串口號（例如'COM1'或'/dev/ttyS0'），波特率（例如9600），以及超時(shí)時(shí)間（timeout，單位為秒，表示等待串口數(shù)據(jù)的最長時(shí)間）。

ser.write() 用于向串口發(fā)送數(shù)據(jù)。注意，write() 函數(shù)接受的是字節(jié)串（bytes），所以需要使用b''前綴。

ser.readline() 用于從串口接收數(shù)據(jù)，直到遇到換行符（n）為止。如果你知道接收的數(shù)據(jù)長度，也可以使用 ser.read(n) 來讀取固定長度的數(shù)據(jù)。

最后，ser.close() 用于關(guān)閉串口連接。

請根據(jù)你的具體需求修改串口號、波特率和其他參數(shù)。

2、serial.Serial都有哪些參數(shù)？

serial.Serial() 函數(shù)可以接受多個(gè)參數(shù)，以下是其中一些常用的參數(shù)：

（1）port: 串口號，例如 'COM1' 或 '/dev/ttyS0'。

（2）baudrate: 波特率，例如 9600，表示每秒鐘傳輸9600位。

（3）timeout: 讀取超時(shí)時(shí)間，單位為秒。如果設(shè)置為None，則read() 操作會(huì)一直等待數(shù)據(jù)到達(dá)；如果設(shè)置為0，read() 操作會(huì)立即返回；如果設(shè)置為一個(gè)正數(shù)，read() 操作會(huì)等待指定秒數(shù)，如果在這個(gè)時(shí)間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)到達(dá)，則返回空。

（4）bytesize: 數(shù)據(jù)位的位數(shù)，默認(rèn)為8。

（5）parity: 校驗(yàn)位，可以是serial.PARITY_NONE（無校驗(yàn)）、serial.PARITY_EVEN（偶校驗(yàn)）、serial.PARITY_ODD（奇校驗(yàn)）、serial.PARITY_MARK（標(biāo)記校驗(yàn)）或serial.PARITY_SPACE（空格校驗(yàn)）。

（6）stopbits: 停止位的位數(shù)，默認(rèn)為1。

（7）xonxoff: 控制軟件流控（XON/XOFF）。

（8）rtscts: 控制硬件流控（RTS/CTS）。

（9）dsrdtr: 控制硬件流控（DSR/DTR）。

（10）write_timeout: 寫入超時(shí)時(shí)間，單位為秒。

（11）inter_byte_timeout: 字節(jié)間超時(shí)時(shí)間，單位為秒。

（12）exclusive: 如果為True，在打開串口時(shí)，將確保沒有其他程序可以打開同一個(gè)串口。

這些參數(shù)可以根據(jù)你的具體需求進(jìn)行設(shè)置。請注意，不同操作系統(tǒng)（例如Windows、Linux、macOS）可能對串口號的表示方式有所不同，需要根據(jù)你的操作系統(tǒng)來設(shè)置正確的串口號。