Python Serial Port 数据读取与处理详解170

Python 凭借其简洁易读的语法和丰富的库，成为许多嵌入式系统和硬件交互的首选语言。而串口通信 (Serial Communication) 作为一种常用的数据传输方式，在连接微控制器、传感器等设备时扮演着重要角色。本文将深入探讨如何使用 Python 的 `pyserial` 库高效地读取和处理串口数据，并涵盖常见问题和解决方法。

一、安装 `pyserial` 库

在开始之前，你需要安装 `pyserial` 库。使用 pip 命令即可轻松完成安装：pip install pyserial

二、基础串口通信

以下代码演示了如何打开串口、读取数据、以及关闭串口。请根据你的实际情况修改串口号 (`port` ) 和波特率 (`baudrate`)。需要注意的是，不同操作系统下串口号可能有所不同，例如，在 Windows 下可能是 `COM1`、`COM2` 等，而在 Linux/macOS 下可能是 `/dev/ttyACM0`、`/dev/ttyUSB0` 等。import serial
# 串口配置
port = 'COM3' # 替换为你的串口号
baudrate = 9600 # 替换为你的波特率
try:
# 打开串口
ser = (port, baudrate)
print(f"已成功打开串口 {port}")
# 读取数据
while True:
data = ().decode('utf-8').rstrip() # 读取一行数据，解码为UTF-8并去除换行符
if data:
print(f"接收到的数据: {data}")
except as e:
print(f"串口打开失败: {e}")
finally:
# 关闭串口
if ser.is_open:
()
print("串口已关闭")

三、数据处理

读取到的串口数据通常需要进一步处理才能用于后续应用。这可能包括数据清洗、格式转换、数据解析等步骤。以下是一些常见的数据处理方法：
数据清洗：去除无效字符、空格等。
格式转换：将字符串转换为数值类型 (例如，`int`、`float`)。
数据解析：如果数据包含多个字段，需要根据分隔符 (例如，逗号、空格) 将其解析成独立的变量。
错误处理：处理可能出现的串口错误，例如数据校验失败。

例如，如果接收到的数据格式为 "温度：25.5℃，湿度：60%"，可以使用字符串分割和类型转换进行处理：data = "温度：25.5℃，湿度：60%"
parts = ("，")
temperature = float(parts[0].split("：")[1].rstrip("℃"))
humidity = int(parts[1].split("：")[1].rstrip("%"))
print(f"温度：{temperature}℃, 湿度：{humidity}%")

四、高级应用

除了基本的读写操作，`pyserial` 还支持更高级的功能，例如：
设置超时时间：使用 `` 属性设置读取数据的超时时间，避免程序阻塞。
设置数据位、停止位、校验位等：通过 `` 类的参数进行配置，以适应不同的串口协议。
流控制：使用 `rtscts`、`xonxoff` 等参数控制数据流，避免数据丢失。
异步读写：使用多线程或异步编程技术，提高程序效率。

五、常见问题及解决方法
`OSError: [Errno 13] Permission denied`：可能是串口权限问题，需要以管理员权限运行程序或者修改串口权限。
数据读取不完整：检查波特率是否匹配，以及是否存在数据丢失或缓冲区溢出。
串口占用：确保串口没有被其他程序占用。

六、总结

本文详细介绍了使用 Python 的 `pyserial` 库进行串口通信的方法，涵盖了从基础的串口打开、数据读取到高级的数据处理和错误处理。熟练掌握这些技术，能够帮助你更好地进行嵌入式系统开发和硬件交互。记住根据你的实际需求选择合适的数据处理方法和串口参数配置，并注意处理潜在的错误。

2025-05-11

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