一、串口通讯基础概念
串口通讯是在计算机内部和外界设备通信时,利用串口(serial port)进行数据传输的一种通讯方式。串口是计算机通讯接口之一,在计算机硬件中一般指常见的RS232串口(其他类型如RS485、RS422等串口较为少用)。
串口通讯涉及到的概念包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验位。波特率用于表示传输速率,也就是每秒钟发送的数据字节数。数据位指的是每个数据字节所包含的二进制位数,常见的有7位、8位。停止位用于表示每个数据字节之间的停止时间,常见的有1位和2位。奇偶校验位用于识别数据传输中的错误。
二、Python通过PySerial实现串口通讯
Python中有许多第三方库可用于串口通讯,其中最常用的就是PySerial。PySerial是Python下操作串口通讯的模块,安装方法为:
pip install pyserial
使用PySerial模块,需要从serial模块中导入Serial类,通过该类的实例化对象来完成串口的打开、读写和关闭等操作。具体操作方法如下:
import serial # 打开串口 ser = serial.Serial('COM1', 9600) # 向串口发送数据 ser.write(b'hello') # 读取串口数据 data = ser.read(10) # 关闭串口 ser.close()
三、利用Python实现串口通讯
接下来,我们可以基于PySerial模块,来实现一个简单的串口通讯程序。具体代码如下:
import serial ser = serial.Serial('COM1', 9600) # 打开串口 print('串口已打开') try: while True: data = ser.readline().decode() # 读入串口数据 if data: print('接收到数据:', data.strip()) # 显示串口数据 except KeyboardInterrupt: pass ser.close() # 关闭串口 print('串口已关闭')
在这个示例代码中,我们通过循环可以不断从串口中读取数据,并将其进行实时显示。如果要向串口中发送数据,也可以通过调用Serial类的write()方法实现。
四、应用实例:串口控制LED灯
最后,我们来尝试将Python串口通讯运用到具体项目中,通过串口控制LED灯的开关。
步骤如下:
- 硬件连接:将串口的TX连接到控制板的RX,RX连接到TX。将控制板的高电平与LED正极相连接,负极与GND相接。
- 编写控制板程序:编写控制板程序,解析接收到的串口指令,控制LED的开关。
- 编写Python程序:在PC上使用Python编写串口发送程序,向控制板发送开关指令。
控制板程序代码如下(Arduino):
int ledPin = 13; void setup() { Serial.begin(9600); // 串口初始化 pinMode(ledPin, OUTPUT); // 将LED接口设为输出 } void loop() { while (Serial.available()) { // 判断串口是否有数据 char command = Serial.read(); // 读入数据 if (command == '1') { // 控制开关 digitalWrite(ledPin, HIGH); Serial.write("LED已打开\n"); } else if (command == '0') { digitalWrite(ledPin, LOW); Serial.write("LED已关闭\n"); } } }
Python程序代码如下:
import serial import time ser = serial.Serial('COM1', 9600) # 打开串口 print('串口已打开') try: while True: command = input('请输入指令:') ser.write(command.encode()) # 发送控制指令 time.sleep(1) # 等待设备响应 except KeyboardInterrupt: pass ser.close() # 关闭串口 print('串口已关闭')
在执行完上述两个程序后,即可通过Python程序向控制板发送指令,从而控制LED的开关状态。