代码收藏家技术教程 2024-07-28

【python】导入serial模块，读写串口数据（嵌入式软件自动化测试）

环境准备

安装pyserial

1、python 3.6.7
2、pyserial模块封装了python对串口的访问

pip install serial
 
pip install pyserial

如果代码报错卸载掉serial

硬件连接

1、将串口设备连接电脑
2、右击我的电脑-管理-设备管理器-端口，查看端口号

这里COM5是串口号，使用CH340串口芯片来进行的通信。

基本函数使用

list(serial.tools.list_ports.comports()) #获取串口设备列表
ser=serial.Serial() #初始化串口对象
ser.open() #打开串口
ser.close() #关闭串口

ser.write() #发送数据
ser.read() #从端口读字节数据,默认1个字节
ser.read_all() #从端口读全部数据
ser.readline() #读一行数据
ser.readlines() #读多行数据

ser.isOpen() #查看端口是否被打开
ser.flush() #等待所有数据写出
ser.flushInput() #丢弃接收缓存中的所有数据
ser.flushOutput() #终止当前写操作，并丢弃发送缓存中的数据
ser.reset_input_buffer() #清空串口的接收缓冲区
ser.reset_output_buffer() #清空串口的发送缓冲区

获取串口设备列表

1）使用list(serial.tools.list_ports.comports())获取串口设备列表。
2）代码实例：

import serial
import time
import serial.tools.list_ports

if __name__ == '__main__':
    # 获取所有可用串口
    ports_list = list(serial.tools.list_ports.comports())
    if len(ports_list) <= 0:
        print("无串口设备。")
    else:
        print("可用的串口设备如下：")
        for comport in ports_list:
            print(list(comport)[0], list(comport)[1])

运行后：

初始化串口对象

1）串口初始化的函数serial.Serial()

    ser = serial.Serial('COM5', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

函数内的三个参数的作用：

参数1：com5为串口的端口号

参数2：115200为串口的波特率

参数3：timeout为串口的超时设置

以上三个参数作为常用的参数，这边主要说一下，其他的参数用的比较少。

说明：
当我们初始化串口的时候，ser.open()函数会被调用，串口就会被打开。
timeout参数会影响到ser.read()函数的使用,这个timeout参数非常重要，直接影响到我们对串口数据的读取。

timeout = None: 一直等待，直到设置的接收字节数满后退出
timeout = 0: 非阻塞模式，在任何情况下都立即返回，返回零或更多，最多为请求的字节数
timeout = x:当请求的字节数可用时，将timeout设置为x秒（允许浮动）立即返回，否则等待超时到期，并返回在此之前收到的所有字节。

2）其他参数

port – 串口名字(COMn或者/dev/ttyUSB)或者None
baudrate (int) – 波特率,比如9600或者115200
bytesize – 数据位数，可能的参数值有: FIVEBITS, SIXBITS, SEVENBITS, EIGHTBITS
parity – 奇偶校验，参数值: PARITY_NONE, PARITY_EVEN, PARITY_ODD ,PARITY_MARK, PARITY_SPACE
stopbits – 停止位的比特数. 可能的参数值: STOPBITS_ONE, STOPBITS_ONE_POINT_FIVE, STOPBITS_TWO
timeout (float) – 设置pyserial持续读取数据的最长时间(s)
xonxoff (bool) – 是否启动软件流控制
rtscts (bool) – 是否启动硬件(RTS/CTS)流控制
dsrdtr (bool) – 是否启动硬件(DSR/DTR)流控制
write_timeout (float) – 设置pyserial最长写入串口数据的时间(s)
inter_byte_timeout (float) – 字符间超时, 没有则禁止(默认禁止).
exclusive (bool) – 设置独占访问模式（仅POSIX）。如果端口已经以独占访问模式打开，则不能以独占访问模式打开端口。

3）代码实例：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM5', 115200, timeout=15)  ##连接串口，同时调用了ser.opem()打开串口
    ser_status=ser.is_open
    print('当前串口状态：'+str(ser_status))

    ser.close()
    ser_status = ser.is_open
    print('当前串口状态：' + str(ser_status))

运行后：

或者代码参数提取出来：

import serial

ser = serial.Serial()
def port_open_recv():  # 对串口的参数进行配置
    ser.port = 'COM5' #串口号
    ser.baudrate = 115200 #波特率
    ser.bytesize = 8  #数据位数
    ser.stopbits = 1 #停止位的比特数
    ser.parity = "N"  # 奇偶校验位
    ser.timeout=15  #超时
    ser.open()
    if (ser.isOpen()):
        print("串口打开成功！")
    else:
        print("串口打开失败！")

if __name__ == '__main__':
    port_open_recv()

代码运行后：

发送数据

在嵌入式中，我们使用发包，一般是将我们的状态数据，或者是控制指令通过转码为符合设备的通信协议的格式后，将其发出。
因此，我们在编写发包函数前，需要先熟读通信协议，并理解我们需要发送什么样的指令，一般协议是16进制的一串数据。
pyserial中发包函数为write()
1）方式一：

write(b'abcdef\n')

b：此参数表示bytes类型, 直接发送字符串会报错
\n：换行的意思
abcdef:要发送的内容
注意：必须要在前面加入b，表示以bytes形式像串口写入数据

实例代码：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

    ser.write(b'Hello\n')  #方式一发送数据
    Read = ser2.read_all()  #读取所有数据
    print(Read)

    ser.close()  ###关闭串口连接

运行后：

2）方式二：

write('ff'.encode('utf-8'))

必须对Unicode字符串进行编码，例如“hello”.encode（“utf-8”）

实例代码：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

    ser.write('ff'.encode('utf-8'))#方式二发送数据
    Read = ser2.read_all()  #读取所有数据
    print(Read)

    ser.close()  ###关闭串口连接

运行后：

读取数据

串口的读数据操作这边就统一来介绍了，分别为：

（1）ser.read() ：从端口读字节数据,默认1个字节

（2）ser.read_all() ：读全部数据

（3）ser.readline() ：读一行数据

（4）ser.readlines() ：读多行数据

1）示例代码1（读取指定字节数）：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

    Write = ser.write(b'Hello\n')  ##发送数据
    Read = ser2.read(3)  ###接收3个字节数据
    print(Read)
    ser.close()  ###关闭串口连接

运行后：

2）示例代码2（读全部数据）：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

    ser.write(b'Hello\n')  #方式一发送数据
    ser.write(b'World\n')  # 方式一发送数据
    Read = ser2.read_all()  #读取所有数据
    print(Read)

    ser.close()  ###关闭串口连接

运行后：

3）示例代码3（读一行数据）：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

    ser.write(b'Hello\n')  #方式一发送数据
    ser.write(b'World\n')  # 方式一发送数据
    Read = ser2.readline()   #读取一行数据
    print(Read)

    ser.close()  ###关闭串口连接

运行后：

4）示例代码4（读多行数据）：

import serial

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口，打开

    ser.write(b'Hello\n')  #方式一发送数据
    ser.write(b'World\n')  # 方式一发送数据
    Read = ser2.readlines()   #读取多行数据
    print(Read)
    ser.close()  ###关闭串口连接

运行后：

常见问题：
1、读取回的是b’ '。排查方式：使用串口调式工具发送数据后，能不能收到数据
比如我使用串口调试工具发送数据后，没有收到数据，那么代码运行后也不会读到数据

2、连接的设备TXD和RXD相连，使用串口调试工具测试，能同时看到收发的数据，那么代码运行后也会读到数据

获取可以使用两个串口，一个发送一个接收。使用虚拟串口工具，发送串口写入，接收串口读取。

    ser1 = serial.Serial('COM1', 115200, timeout=15)  ##连接串口1
    ser2 = serial.Serial('COM2', 115200, timeout=15)  ##连接串口2
    Write = ser1.write(b'Hello\n')  ##串口1发送数据
    Read = ser2.readlines()  #串口2读多行数据