Python 串口收發使用與示例教程
今天咱們來聊聊怎么用Python搞定串口通信，讓你的電腦和各種設備愉快地“對話”。別擔心，跟著我，保證輕松上手！
一、準備工作
首先，確保你的電腦有串口（通常是USB轉串口），然后安裝pyserial庫。打開終端或命令行，敲入這行命令：
pip install pyserial安裝好了？那咱們就開始吧！
二、串口基礎知識
串口通信，簡單說就是設備之間通過一根線，一個字節一個字節地傳遞信息。在Python里，我們用Serial類來控制這個過程。
三、實戰代碼
(1) 打開串口
import serial
# 創建串口對象
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
# 檢查是否成功打開
if ser.isOpen():
print("串口已打開！")
else:
print("串口打開失敗，請檢查設置！")這里，COM3是串口號，不同的電腦可能不同，9600是波特率，要和設備一致哦！
(2) 發送數據
發送數據很簡單，用write()方法就行：
# 準備發送的數據
data_to_send = "Hello, Arduino!".encode()
# 發送數據
ser.write(data_to_send)
print("數據已發送！")記得把字符串編碼成字節哦，因為串口通信處理的是字節流。
(3) 接收數據
接收數據要用readline()或read()方法。這里我們用readline()來讀取一行：
while True:
# 讀取一行數據
data_received = ser.readline().decode().strip()
if data_received:
print(f"收到數據：{data_received}")
else:
breakdecode()是把接收到的字節解碼回字符串，strip()去掉末尾的換行符。
四、完整示例
把上面的代碼整合一下，就得到一個完整的串口收發程序：
import serial
def main():
# 創建串口對象
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
if not ser.isOpen():
print("串口打開失敗，請檢查設置！")
return
print("串口已打開！")
# 準備發送的數據
data_to_send = "Hello, Arduino!".encode()
# 發送數據
ser.write(data_to_send)
print("數據已發送！")
while True:
# 讀取一行數據
data_received = ser.readline().decode().strip()
if data_received:
print(f"收到數據：{data_received}")
else:
break
# 關閉串口
ser.close()
print("串口已關閉！")
if __name__ == "__main__":
main()五、小貼士
- 記得檢查你的串口號和波特率。
- 發送前最好等待設備準備好，比如Arduino重啟后需要等待幾秒。
- 玩串口通信時，記得及時關閉串口，避免資源占用。
六、錯誤處理與調試
在實際應用中，串口通信可能會遇到各種各樣的問題，如設備未連接、波特率不匹配等。為了確保程序的健壯性，我們需要添加錯誤處理機制：
try:
# 嘗試打開串口
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)
except serial.SerialException as e:
print(f"串口打開失敗: {e}")此外，使用logging模塊可以幫助我們記錄程序運行過程中的關鍵信息，便于調試和維護：
import logging
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
logger = logging.getLogger(__name__)
# 記錄日志
logger.debug("嘗試打開串口...")七、多設備通信
如果需要同時與多個設備通信，可以創建多個Serial實例，每個實例對應一個設備：
device1 = serial.Serial('COM3', 9600)
device2 = serial.Serial('COM4', 9600)
# 向兩個設備發送相同數據
data_to_send = "Hello, Devices!".encode()
device1.write(data_to_send)
device2.write(data_to_send)八、高級數據處理
在某些場景下，你可能需要解析從設備接收到的復雜數據。Python的強大在于，你可以利用各種庫來處理這些數據，比如使用正則表達式提取特定模式的信息：
import re
# 假設設備返回的數據格式為：Temperature: 23.5°C
pattern = r'Temperature: (\d+\.\d+)°C'
data_received = ser.readline().decode().strip()
match = re.search(pattern, data_received)
if match:
temperature = float(match.group(1))
print(f"當前溫度為：{temperature}°C")九、小項目實踐
為了加深理解，嘗試設計一個小項目，比如一個溫度監測系統，使用Arduino作為溫度傳感器，Python作為數據處理中心。這樣不僅可以練習串口通信，還能學習數據處理和可視化。
十、結語
串口通信是連接物理世界和數字世界的橋梁，掌握它將開啟無限可能。無論是DIY愛好者還是專業開發者，Python都能提供強大的工具箱，幫助你實現創意。
