从无到有接收串口数据并在pycharm中实现可视化(TI mmwave)

最新推荐文章于 2025-04-14 10:05:19 发布

安安静的雪

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文章目录

一、Pycharm
二、代码重要节点

一、Pycharm

如果用到Pycharm我们首先最关键的就是要知道Pycharm的Python环境

1.环境配置

Pycharm的环境配置在这里：左上角->文件->setting(设置)
在这里插入图片描述
许多我们需要的函数及类都是在这里导入的，非常好用便捷。

2.镜像源配置

在左下角按照如图点击：我这里使用的是清华源 ↓
在这里插入图片描述

3.工具配置(QtDesigner、PyUIC)

左上角->文件->setting(设置)
在这里插入图片描述

接下来就是对应你下载的python里面的工具的路径：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

二、代码重要节点

我们要清楚上位机的关键节点，下面就以我个人的节点及个人目的实际操作为例

1.接收串口

这里我想的一些功能包括：
①、可以打开一个或多个串口
②、能够自动识别当前存在的串口号
所以我们首先引入两个库

import serial
import serial.tools.list_ports

我们来简单理解一下

my_ports = list(serial.tools.list_ports.comports())
if not my_ports:
    print("当前无串口")
else:
    for port in my_port:
        print(list(port))

结果就会显示你当前存在的串口
在这里插入图片描述

接下来直奔主题现在我们尝试打开串口并接收串口传输的数据：
这里的串口数据最终会存到final_package。
数据协议要按照自己的协议去划分(我这里的是ti毫米波雷达demo的解析格式)。

class Process_data(QThread):
    fin = pyqtSignal('PyQt_PyObject')

    def __init__(self, com):
        super().__init__()
        self.ser = com

    def run(self):  # 重写QThread run函数
        data = self.processing()
        print(data)
        self.fin.emit(data)  # 信号槽 emit传递函数

    def processing(self):
        flag_Byte = bytearray(b'\x02\x01\x04\x03\x06\x05\x08\x07')  # 当找到附合我们前8个字节的数据 我们才开始按照我们自己的逻辑去读与配置
        this_Byte = self.ser.read(1)
        final_package = bytearray(b'')
        index = 0
        while not this_Byte:
            this_Byte = self.ser.read(1)
        while 1:  # 不断获取数据找符合我们的前八个字节逻辑的那一串数据
            if this_Byte[0] == flag_Byte[index]:   # 这里的[0]是不可以省的 因为flag_Byte[0]为 2 对应this_Byte为b'\x02' 不是2 不能划等号
                index += 1
                final_package.append(this_Byte[0])
                if index == 8:
                    break
                this_Byte = self.ser.read(1)
            else:
                if index == 0:
                    this_Byte = self.ser.read(1)
                index = 0
                final_package = bytearray(b'')
 		versionBytes = self.ser.read(4)

        final_package += bytearray(versionBytes)

        lengthBytes = self.ser.read(4)
        final_package += bytearray(lengthBytes)
        frameLength = int.from_bytes(lengthBytes, byteorder='little')

        frameLength -= 16
        final_package += bytearray(self.ser.read(frameLength))

        return final_package


def recive_start():
    recive.start(priority=QThread.HighestPriority)


def update_data(data):
    print(data)  #这里就是我们要显示在图上的数据了


thread_0 = QTimer()
thread_0.setSingleShot(False)
thread_0.timeout.connect(recive_start)
my_ports = []  # 在查找所有COM之前先初始化列表
ports = list(serial.tools.list_ports.comports())  # 获取串口list的长度
for com in ports:
    my_ports.append(com[0])  # 添加刷新后得到的串口
    if com[0] == 'COM16':
        print('found')
        index = my_ports.index(com[0])
# 这里我们可以加个checkbox 然后将my_ports 加到内部供选择,但这里为调试所以直接进入下一步
try:
    ser = serial.Serial(my_ports[index], 921600, parity=serial.PARITY_NONE, stopbits=serial.STOPBITS_ONE, timeout=0.08)
    print('串口打开成功' + my_ports[index])
except:
    print(my_ports[index])
    print('串口打开失败')

if ser.is_open:
    # 在这里我们要思考一个问题，  读取串口数据的同时 我们还要做的是去更新我们的前端显示，所以这里我们直接加个线程来为数据接收增加通道
    recive = Process_data(ser)
    print(recive.fin)
    recive.fin.connect(update_data)
    thread_0.start()

这段代码在执行时会出现
1、 thread_0.start() 不执行
2、 Process_data中的run函数不执行
是因为代码要在PyQt应用程序上下文中执行。QTimer类是PyQt库的一部分，需要一个QApplication实例才能正常工作。确保在运行代码之前初始化了一个QApplication对象
我这里的执行结果为
found
串口打开成功COM16
bytearray(b’\x02\x01\x04\x03\x06\x05\x08\x07\x03\x01\x04\x07@\x00\x00\x00Ch\n\x00\xc86\x00\x00\x11Mv\xea\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x02\x01\x04\x03\x06\x05\x08\x07\x03\x01\x04\x07@\x00\x00\x00Ch\n\x00\xc86\x00\x00’)
<bound PYQT_SIGNAL fin of Process_data object at 0x0000025E08C10790>
需要注意的是里面没有\x的值是ASCII 需要手动转 Hex （\n是换行）

2.处理数据

既然收到数据，那就可以按照我们的协议来将我们需要的信息实例化，这就比较简单了，偏逻辑。我们这部分暂时先不做过多工作，上面说到要在QApplication实例中才能使用QTimer类，所以我们进入下一个步骤设计前端，实例QApplication，请看下一步。

3.设计上位机前端

打开我们前面新添加的外部工具QtDesigner.
随后思考自己所需要的控件，我需要:
①.一个单独布局用于放置可视化画布
②.需要控制选择COM口填写波特率等配置的功能框
简单的设计了一下，大家可按照自己的需求和审美加以改进。
在这里插入图片描述
随后另存到工程下面，使用external Tools 的 PyUIC功能即可生成python文件。

4.处理上位机后端

前端已经有了现在开始后端继续编写。

首先：引用我们生成的前端py文件。

import test_window     #这里你的py文件叫什么你就些什么

随后：新增下面代码(如果你没有引入可以通过pycharm的提示来自动引入)

class window(QMainWindow, test_window.Ui_MainWindow):  # 前面是QMainWindow方法 后面是我们生成的前端py文件的类名
    def __init__(self):
        super(window, self).__init__()
        self.setupUi(self)


if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    window = window()		#对应上面的方法
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

这里我们只运行上面两串的话就会出现我们刚才设计的前端页面。
在这里插入图片描述
最后：我们开始进行控件与语句的配合，使前端与我们前面设计的逻辑相匹配。

# 现在我们已经实例化pyqt了 所以我们重新将我们解析串口数据的函数主要部分修改为下面
class Process_data(QThread):
    fin = pyqtSignal('PyQt_PyObject')

    def __init__(self, com):
        super().__init__()
        self.ser = com

    def run(self):  # 重写QThread run函数
        data = self.processing()
        self.fin.emit(data)  # 信号槽 emit传递函数
    def processing(self):
        flag_Byte = bytearray(b'\x02\x01\x04\x03\x06\x05\x08\x07')  # 当找到附合我们前8个字节的数据 我们才开始按照我们自己的逻辑去读与配置
        this_Byte = self.ser.read(1)
        final_package = bytearray(b'')
        index = 0
        while not this_Byte:
            this_Byte = self.ser.read(1)
        while 1:  # 不断获取数据找符合我们的前八个字节逻辑的那一串数据
            if this_Byte[0] == flag_Byte[index]:  # 这里的[0]是不可以省的 因为flag_Byte[0]为 2 对应this_Byte为b'\x02' 不是2 不能划等号
                index += 1
                final_package.append(this_Byte[0])
                if index == 8:
                    break
                this_Byte = self.ser.read(1)

            else:
                if index == 0:
                    this_Byte = self.ser.read(1)
                index = 0
                final_package = bytearray(b'')
        versionBytes = self.ser.read(4)

        final_package += bytearray(versionBytes)

        lengthBytes = self.ser.read(4)
        final_package += bytearray(lengthBytes)
        frameLength = int.from_bytes(lengthBytes, byteorder='little')

        frameLength -= 16
        final_package += bytearray(self.ser.read(frameLength))
        return final_package


class window(QMainWindow, test_window.Ui_MainWindow):  # 前面是QMainWindow方法 后面是我们生成的前端py文件的类名
    def __init__(self):
        self.my_ports = []  # 在查找所有COM之前先初始化列表
        super(window, self).__init__()
        self.setupUi(self)
        ports = list(serial.tools.list_ports.comports())  # 获取串口list的长度
        # 此时我们已经有了复选框了 所以我们获取串口之后直接将其添加到复选框的选项中去
        for com in ports:
            self.my_ports.append(com[0])  # 添加刷新后得到的串口
        # 这里我们可以加个checkbox 然后将my_ports 加到内部供选择,但这里为调试所以直接进入下一步

        self.comboBox.addItems(self.my_ports)

        self.thread_0 = QTimer()
        self.thread_0.setSingleShot(False)
        self.thread_0.timeout.connect(self.recive_start)

        self.pushButton.clicked.connect(self.require_com)
        self.pushButton_2.clicked.connect(self.start_com)

    def require_com(self):
        self.my_ports = []
        self.comboBox.clear()
        ports = list(serial.tools.list_ports.comports())
        for com in ports:
            self.my_ports.append(com[0])
        self.comboBox.addItems(self.my_ports)

    def recive_start(self):
        self.recive.start(priority=QThread.HighestPriority)

    def update_data(self, data):    #这里就可以按照自己的串口数据去解析了
        # hex_data = ' '.join(format(byte, '02x') for byte in data)
        # print(hex_data)  # 这里就是我们要显示在图上的数据了
        if self.ser.is_open:
            framelength = struct.unpack('I', data[12:16])[0]
            frame = struct.unpack('I', data[20:24])[0]
            det_num = struct.unpack('I', data[28:32])[0]
            tlv_numflag = struct.unpack('I', data[32:36])[0]
            index = 40
            print(tlv_numflag)
            for i in range(tlv_numflag):
                tlvnum = struct.unpack('I', data[index:index + 4])[0]
                if tlvnum == 1:
                    total = struct.unpack('I', data[index + 4:index + 8])[0]
                    self.deal_1(det_num, data, index)
                    index = total + 8

                elif tlvnum == 2:
                    total = struct.unpack('I', data[index + 4:index + 8])[0]
                    index = total + 8
                elif tlvnum == 3:
                    total = struct.unpack('I', data[index + 4:index + 8])[0]
                    # self.deal_2(det_num, data, index)
                    index = total + 8

    def deal_1(self, num, data, index):
        if num != 0:
            print(index)
            q = struct.unpack('h', data[index + 10:index + 12])[0]
            print(q)
            for i in range(num):
                add = 12 + i * 10
                x = (struct.unpack('h', data[index + add + 4:index + add + 6])[0]) / (2 ** q)
                y = (struct.unpack('h', data[index + add + 6:index + add + 8])[0]) / (2 ** q)
                z = (struct.unpack('h', data[index + add + 8:index + add + 10])[0]) / (2 ** q)
                print(x)
                print(y)
                print(z)
                print('---------------')

    def deal_2(self, num, data, index):
        print('1')

    def start_com(self):
        if self.pushButton_2.text() == '开始':
            try:
                self.ser = serial.Serial(self.comboBox.currentText(), self.lineEdit_2.text(), parity=serial.PARITY_NONE,
                                    stopbits=serial.STOPBITS_ONE, timeout=0.08)
                print('串口打开成功' + self.comboBox.currentText())
            except:
                QMessageBox.about(self, "出错", '串口打开失败')

            if self.ser.is_open:
                # 在这里我们要思考一个问题，  读取串口数据的同时 我们还要做的是去更新我们的前端显示，所以这里我们直接加个线程来为数据接收增加通道
                self.recive = Process_data(self.ser)
                self.recive.fin.connect(self.update_data)
                self.thread_0.start()
                self.pushButton_2.setText('关闭')   # 点击开始之后 要相应把摁扭改为关闭
        else:
            self.ser.close()
            self.pushButton_2.setText('开始')


if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    window = window()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())