Python串口的应用探究

一、串口是什么

串口是一种通讯接口，可用于实现设备与设备之间的数据传输。串口通讯中数据以串行或一位一位的形式进行传输，相对于并行通讯的传输方式，串行通讯需要的传输线路更简单、传输距离更远且传输速度更快。在串口通讯中，每个设备都有一个唯一的地址，通过地址进行数据的发送和接收，是常见的设备互联方式。

二、Python与串口通讯

Python提供了许多优秀的库，可以方便地实现与串口通讯的功能。其中最为常用的是pyserial库，pyserial库是Python的串口通信库，支持包含Windows、Linux等多种操作系统平台，支持多种编程语言接口。它提供了简便易用的串口接口，包括在串口上发射和接收数据支持各种传输的配置和模式，是Python中自定义串口通讯的重要组件。

三、Python串口通讯的代码示例

import serial 

ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600) # 创建串口实例，在Linux下需要指定串口号，波特率

try:
    while True:
        data = ser.read() # 从串口读取一个字节的数据
        print(data)
finally:
    ser.close() # 关闭串口

对上面的代码进行解读，首先导入pyserial库，通过serial.Serial()函数创建一个串口实例，指定串口号和波特率。在Linux下，在打开串口时常常需要获取串口设备文件的路径，Windows系统则直接通过指定串口编号(如COM1、COM2等)来打开串口。在try块中不断从串口读取数据，并在控制台上输出。在最后的finally块中关闭串口，确保程序正确退出。

四、Python串口通讯的实际应用

Python串口通讯可以应用在许多实际场景中，例如基于串口通讯的传感器数据读取、与下位机(如单片机)进行通讯、通过串口模拟命令行等。

import serial

ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600)

try:
    while True:
        command = input("请输入指令：") # 通过命令行接收用户输入的指令
        ser.write(command.encode()) # 将指令转化成字节串通过串口发送给下位机
finally:
    ser.close()

上述代码实现了一个基于串口通讯的控制台模拟器，Python程序通过串口通讯发送指令给下位机，下位机收到指令后对硬件进行操作。在程序中使用input()函数接收用户输入的指令，在通过ser.write()函数将指令转化为字节串，通过串口发送给下位机。下位机收到指令后，完成具体操作后再次通过串口发送执行结果给上位机。

五、结语

Python串口通讯是一种简单实用的通讯方式，配合Python强大的数据解析和可视化功能，可以轻松地应用在多种领域，例如无人机控制、传感器数据采集、仪器通讯控制等。在Python发展的今天，Python串口通讯已经成为了一项必备技能。