树莓派--uart通信python实现

前言：

树莓派上通过UART通信的Python实现通常涉及到使用串口设备来进行数据传输。UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种串行通信接口，通常用于与其他设备（如传感器、显示器、其他微控制器等）进行通信。

step1：安转pyserial

树莓派默认是有安装的好像，不确定的话，可以再安装一次。

pip install pyserial

step2：确定串口号

import serial
import serial.tools.list_ports
# 获取所有串口设备实例。
# 如果没找到串口设备，则输出：“无串口设备。”
# 如果找到串口设备，则依次输出每个设备对应的串口号和描述信息。
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])

运行结果如下 ：/dev/ttyUSB0与/dev/ttyAMA10为我们所要使用的端口，相当于Windows中的COM1、COM2。

step3：配置端口

import serial
 ser = serial.Serial("/dev/ttyAMA10", 115200)    # 打开/dev/ttyAMA10，将波特率配置为115200，其余参数使用默认值
if ser.isOpen():                        # 判断串口是否成功打开
    print("打开串口成功。")
    print(ser.name)    # 输出串口号
else:
    print("打开串口失败。")
 

注：在使用 serial.Serial() 创建串口实例时，可以传入的参数很多，常用的参数如下：

        （1）port - 串口设备名或 None。
       （2） baudrate - 波特率，可以是50, 75, 110, 134, 150, 200, 300, 600, 1200, 1800, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800, 500000, 576000, 921600, 1000000, 1152000, 1500000, 2000000, 2500000, 3000000, 3500000, 4000000。
        （3）bytesize - 数据位，可取值为：FIVEBITS, SIXBITS, SEVENBITS, EIGHTBITS。
parity - 校验位，可取值为：PARITY_NONE, PARITY_EVEN, PARITY_ODD, PARITY_MARK, PARITY_SPACE。
        （4）stopbits - 停止位，可取值为：STOPBITS_ONE, STOPBITS_ONE_POINT_FIVE, STOPBITS_TOW。
        （5）xonxoff - 软件流控，可取值为 True, False。
        （6）rtscts - 硬件（RTS/CTS）流控，可取值为 True, False。
        （7）dsr/dtr - 硬件（DSR/DTR）流控，可取值为 True, False。
        （8）timeout - 读超时时间，可取值为 None, 0 或者其他具体数值（支持小数）。当设置为 None 时，表示阻塞式读取，一直读到期望的所有数据才返回；当设置为 0 时，表示非阻塞式读取，无论读取到多少数据都立即返回；当设置为其他数值时，表示设置具体的超时时间（以秒为单位），如果在该时间内没有读取到所有数据，则直接返回。
        （9）write_timeout: 写超时时间，可取值为 None, 0 或者其他具体数值（支持小数）。参数值起到的效果参考 timeout 参数。

相关操作1关闭串口

ser = serial.Serial("COM17", 115200)    # 打开 COM17，将波特率配置为115200，其余参数使用默认值
if ser.isOpen():                        # 判断串口是否成功打开
    print("打开串口成功。")
else:
    print("打开串口失败。")
 
ser.close()
if ser.isOpen():                        # 判断串口是否关闭
    print("串口未关闭。")
else:
    print("串口已关闭。")

相关操作2： 发送数据 write()

关于write() 方法，需要了解如下几点：
① write() 方法只能发送 bytes 类型的数据，所以需要对字符串进行 encode 编码。
② write() 方法执行完成后，会将发送的字节数作为返回值。
③ 在打开串口时，可以为 write() 方法配置超时时间

import serial
# 打开 /dev/ttyAMA10，将波特率配置为115200.
ser = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA10", baudrate=115200)
# 串口发送 ABCDEFG，并输出发送的字节数。
write_len = ser.write("ABCDEFG".encode('utf-8'))
print("串口发出{}个字节。".format(write_len))
 
ser.close()

相关操作3：读取数据 read()

import serial
 
# 打开 /dev/ttyAMA10，将波特率配置为115200, 读超时时间为1秒
ser = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA10", baudrate=115200, timeout=1)
 
# 读取串口输入信息并输出。
while True:
    com_input = ser.read(10)
    if com_input:   # 如果读取结果非空，则输出
        print(com_input)
 
ser.close()

相关操作4：发送十六进制信息

使用Python的 bytes.fromhex() 方法将16进制字符串转换为字节序列，并使用 serial.write() 方法发送数据。 

import serial

# 打开串口
ser = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA10", baudrate=115200)

# 构造要发送的16进制数据
hex_data = bytes.fromhex("55 00 01 01 57")

# 发送数据并获取发送字节数
write_len = ser.write(hex_data)

# 输出发送的字节数
print("串口发送了{}个字节。".format(write_len))

# 关闭串口
ser.close()

相关操作5：接收十六进制信息

方法与相关操作4基本一致。

    # 持续读取串口输入信息并输出
    while True:
        com_input = ser.read(10)  # 读取最多10个字节
        if com_input:  # 如果读取结果非空，则输出
            hex_data = com_input.hex()  # 将字节序列转换为十六进制字符串
            print("接收到的十六进制数据:", hex_data)

相关操作6,：函数封装 

import serial
import time

def serial_communication(send_data):
    try:
        # 打开串口
        ser = serial.Serial(port="/dev/ttyUSB1", baudrate=115200, timeout=1)

        # 构造要发送的十六进制数据
        hex_data = bytes.fromhex(send_data)

        # 发送数据并获取发送字节数
        write_len = ser.write(hex_data)
        print("串口发送了{}个字节。".format(write_len))

        # 读取串口输入信息并返回接收到的数据
        timeout = 10  # 设置超时时间为10秒
        start_time = time.time()
        while (time.time() - start_time) < timeout:
            com_input = ser.read(60)
            if com_input:  # 如果读取结果非空，则返回接收到的数据
                hex_data_received = com_input.hex()  # 将字节序列转换为十六进制字符串
                return hex_data_received

    except serial.SerialException as e:
        print(f"串口通信错误: {e}")

    finally:
        # 关闭串口
        if ser.is_open:
            ser.close()
            print("串口已关闭。")

    return None  # 如果出现异常或超时，返回None

# 测试函数调用
send_data = "5500010157"  # 要发送的十六进制数据，例如 "5500010157"
received_data = serial_communication(send_data)
if received_data:
    print("接收到的十六进制数据:", received_data)
else:
    print("未接收到数据或出现错误。")

本文参考：用 Python 玩转串口（基于 pySerial）

应用参考：树莓派--uart通信python实现2