如何将Python与串行端口配合使用

原理图

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获取PySerial

Python的许多优秀功能之一是在使用PIP工具时安装库是多么容易。在您的计算机上，打开终端或命令提示符并键入“PIP”。如果您收到无法识别的错误，那么您的PIP无法正确安装。安装Python时，请确保选中“添加到环境变量”选项。 PIP工作后，运行下面显示的命令安装PySerial：

pip install PySerial

我们的项目中包含PySerial，是时候打开Python IDLE并创建我们的串口项目了！

PySerial

使用PySerial时，需要配置一些参数（在与在微控制器上设置UART外设类似的方式），包括。..。..

波特率 - COM端口的运行速度。 Arduino项目倾向于在115200运行

端口 - 正在使用的端口名称（在设备管理器中查找）

奇偶校验位 - 这些用于错误纠正但通常不使用

停止位 - 除非存在时序问题，否则只使用一个停止位

超时 - 用于防止串行挂起的端口

除了定义上面显示的参数外，还需要导入串口模块。下面的代码摘录显示了如何导入串行模块并配置UART端口以使用115200波特的COM3，没有奇偶校验，一个停止位和两秒的超时。

import serial

serialPort = serial.Serial（port = “COM4”， baudrate=115200，

bytesize=8， timeout=2， stopbits=serial.STOPBITS_ONE）

这很容易使用设备管理器时，找到USB到串行设备所在的COM端口。打开开始菜单，然后键入“设备管理器”。加载设备管理器时，查找名为“ports”的部分并展开它。默认情况下，大多数Windows计算机都有一个用于内部通信的COM1端口，因此请勿使用该COM端口。假设您只连接了一个COM设备，则第二个COM端口将是您的微控制器。

使用串口非常简单，只需要一些功能，包括。..。..

open（） - 这将打开串口

close（） - 这将关闭串口

readline （） - 这将从串口读取一个字符串

read（size） - 这将从串口读取n个字节

write（data） - 这将把传递给函数的数据写入串口

in_waiting - 这个变量保存缓冲区中的字节数

在我们的简单程序中，我们首先打开串口先前已定义。必须调用open（）函数，因为它允许我们的程序“声明”端口并阻止任何其他进程访问它。如果尚未打开端口，也无法访问该端口。

下一段代码是一个无限循环，它做了一些事情。..。..

检查缓冲区中是否有任何数据等待

/li》

当数据到达时，将数据传输到变量“serialString”

打印“serialString”的值

写一个字符串回到发送数据的设备，通知它我们收到了字符串

serialString = “” # Used to hold data coming over UART

while（1）：

# Wait until there is data waiting in the serial buffer

if（serialPort.in_waiting 》 0）：

# Read data out of the buffer until a carraige return / new line is found

serialString = serialPort.readline（）

# Print the contents of the serial data

print（serialString.decode（‘Ascii’））

# Tell the device connected over the serial port that we recevied the data！

# The b at the beginning is used to indicate bytes！

serialPort.write（b“Thank you for sending data ”）

我们的微控制器电路/代码

为了测试我们的Python串口程序，我们将使用一个非常小的PIC芯片，PIC16F1825 ，将使用XC8编码。该芯片具有UART端口，这意味着我们可以将其直接连接到USB转串口转换器（例如FTDI 232R）。幸运的是，这里使用的FTDI模块从USB端口提供电源，因此我们不需要任何电源电路（更容易构建）。

PIC的代码由三个主要区域组成：

配置位 - 这些配置核心寄存器，如PLL和振荡器

主要代码 - 主要执行代码（在main（）中找到）

功能 - 包括将字符串写入UART并配置UART

配置位不会被深入介绍，但它们确保PIC不使用PLL，而是使用内部振荡器模块作为其时钟源。

// CONFIG1

#pragma config FOSC = INTOSC pin）

#pragma config WDTE = OFF

#pragma config PWRTE = OFF

#pragma config MCLRE = ON

#pragma config CP = OFF

#pragma config CPD = OFF

#pragma config BOREN = OFF

#pragma config CLKOUTEN = OFF

#pragma config IESO =

#pragma config FCMEN = ON

// CONFIG2

#pragma config WRT = OFF

#pragma config PLLEN = OFF

#pragma config STVREN = ON

#pragma config BORV = LO

#pragma config LVP = ON

主要功能PIC可以做三件事：将器件配置为使用8MHz的时钟频率（对于UART模块），配置UART外设;然后通过UART端口发送/接收字符串。读取和写入字符串的实际函数已在函数中定义，这使得在主代码中更容易使用UART端口，但我们不会介绍此代码的说明。

void main（void）

{

// Configure pins as digital

ANSELA = 0;

ANSELC = 0;

OSCCONbits.IRCF = 0b1110;

configUART（）;

while（1）

{

sendStringUART（“Hello， this is the PIC16F1825”）;

readStringUART（stringBuffer）;

}

}

这些函数提供了有用的功能，下面是函数原型：

void configUART（void）;

void sendByteUART（char data）;

void sendStringUART（const char *string）;

void readStringUART（char *buffer）;

结果

如果一切都按计划进行，当Python程序运行并且PIC设备打开时，我们应该会看到类似于下面显示的窗口的内容。如果是这样，那么我们的PIC程序和Python程序就能完美地相互通信。虽然这个例子非常简单，但它表明Python可以很容易地集成到微控制器项目中，包括PIC，AVR，STM，Arduino甚至Raspberry Pi！