Ubuntu 模拟串口通信

本文介绍如何在Ubuntu环境中实现串口通信,包括虚拟串口的创建、串口数据的接收与发送等关键技术点,并提供了Python代码示例。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Ubuntu 串口通信

#1 环境

Ubuntu 16.04(Mac的虚拟机)
Python 3.5

#1.1 安装插件

  1. Ubuntu串口助手
sudo apt install cutecom

在这里插入图片描述

  1. Python第三方库
pip3 install pyserial

#2 目的

  • 在Ubuntu中虚拟出串口
  • 使用虚拟串口通信(收/发)

#3 开始

#3.1 虚拟串口

为什么要虚拟串口???

因为我的电脑上并没有串口设备,所以需要虚拟出串口,才能进行串口通信,这一点非常非常重要!!!,如果电脑上没有接串口外设,又没有虚拟出可用的串口,是不能进行串口通信的!

#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8
import pty
import os
import select

def mkpty():
    master1, slave = pty.openpty()
    slaveName1 = os.ttyname(slave)
    master2, slave = pty.openpty()
    slaveName2 = os.ttyname(slave)
    print('\nslave device names: ', slaveName1, slaveName2)
    return master1, master2

if __name__ == "__main__":

    master1, master2 = mkpty()
    print(master1, master2)
    while True:
        rl, wl, el = select.select([master1,master2], [], [], 1)
        for master in rl:
            print(master)
            data = os.read(master, 128)
            if master==master1:
                os.write(master2, data)
            else:
                os.write(master1, data)
slave device names:  /dev/pts/18 /dev/pts/20

其中/dev/pts/18/dev/pts/20就是在Ubuntu上虚拟传来的串口设备

验证虚拟串口是否可用:

  1. 打开cutecom
// Ubuntu 18开始, 似乎不太兼容
sudo cutecom

在这里插入图片描述

  1. 使用

在这里插入图片描述

虚拟出的串口可以正常使用 !

#3.2 接收串口数据

接收代码:

#usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import serial
ser=serial.Serial("/dev/pts/18",115200,timeout=0.5)

print("serial_name:",ser.name)
ser.close()
ser.open()
print(ser.isOpen())

while True:

    s = ser.read(10) # 每隔10个字符读一次
    # s = ser.readline() #是读一行,以/n结束,要是没有/n就一直读,阻塞。

    print(s)

ser.close()#关闭端口

在这里插入图片描述

serial API:

serial方法说明备注
serial.Serial实例化一个串口对象ser=serial.Serial(“/dev/pts/18”,115200,timeout=0.5)
ser.name串口名
ser.open()打开串口(如果打开失败,在打开前先关闭)
ser.close()关闭串口
ser.read(x)是读x个字符
ser.readline()读一行,以/n结束,要是没有/n就一直读,阻塞。
ser.readlines()读多行,需要设置超时时间
ser.xreadlines()读多行,需要设置超时时间
ser.write(“x”)写数据
ser.baudrate波特率
ser.bytesize字节大小
ser.parity校验位
ser.stopbits停止位
ser.timeout读超时设置
ser.writeTimeout写超时
ser.xonxoff软件流控
ser.rtscts硬件流控
ser.interCharTimeout字符间隔超时

#3.3 写串口数据

写代码:

#usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import serial
ser=serial.Serial("/dev/pts/18",115200,timeout=0.5)

print("serial_name:",ser.name)
ser.close()
ser.open()
print(ser.isOpen())

# while True:

ser.write(b"hello") # 二进制 

ser.close()#关闭端口
### 配置和使用 Ubuntu 虚拟串口 #### 安装 `socat` 工具 为了在 Ubuntu 上创建虚拟串口,首先需要安装 `socat` 工具。可以通过以下命令完成安装: ```bash sudo apt update sudo apt-get install socat ``` 此工具允许用户轻松创建虚拟串口设备并模拟串口通信环境[^1]。 --- #### 创建虚拟串口 通过运行以下命令来创建一对虚拟串口: ```bash sudo socat pty,link=/dev/ttyv0,b115200 pty,link=/dev/ttyv1,b115200 ``` 上述命令会生成两个虚拟串口 `/dev/ttyv0` 和 `/dev/ttyv1`,它们之间的波特率被设定为 115200bps。这两个虚拟串口可以互相通信,类似于真实的硬件串口。 如果希望该操作在后台执行,则可以在命令末尾添加 `&` 符号: ```bash socat -d -d pty,raw,echo=0 pty,raw,echo=0 & ``` 这将使 `socat` 进程进入后台模式,并继续监听虚拟串口的输入输出数据流[^2]。 --- #### 查看已创建的虚拟串口 当成功创建虚拟串口后,系统会在终端打印相关信息。例如: ``` 2024/08/06 21:44:19 socat[20808] N PTY is /dev/pts/4 2024/08/06 21:44:19 socat[20808] N PTY is /dev/pts/5 2024/08/06 21:44:19 socat[20808] N starting data transfer loop with FDs [5,5] and [7,7] ``` 其中 `/dev/pts/4` 和 `/dev/pts/5` 是新创建的虚拟串口设备文件名[^4]。 --- #### 使用虚拟串口进行测试 要验证虚拟串口的功能,可以分别打开两个终端窗口: ##### 终端一:向第一个虚拟串口写入数据 ```bash echo "Test Message" > /dev/ttyv0 ``` ##### 终端二:从第二个虚拟串口读取数据 ```bash cat /dev/ttyv1 ``` 此时,应该能够在终端二中看到由终端一发送的数据 `"Test Message"`。 --- #### 在虚拟机环境中配置跨平台串口通信 对于需要在 Windows 和 Ubuntu 之间建立串口通信的情况,可按照以下步骤操作: 1. 关闭正在运行的 Ubuntu 虚拟机。 2. 打开虚拟机管理器(如 VirtualBox 或 VMware),选择目标虚拟机实例。 3. 添加一个新的 **COM 端口** 设备到虚拟机配置中。 4. 将 COM 端口绑定至主机上的物理串口或指定的虚拟串口号(如 Com10)。 5. 启动虚拟机后,在 Ubuntu 中即可访问对应的虚拟串口路径(通常位于 `/dev/ttyS*` 下)。注意,具体路径可能因配置而异[^3]。 --- #### 常见问题排查 - 如果无法找到新创建的虚拟串口,请确认是否有权限访问这些设备文件。必要时可通过 `chmod` 修改权限。 - 当尝试与其他操作系统共享串口资源时,需确保宿主系统的串口驱动程序正常工作。 ---
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