如何使用Python開發串口通訊上位機(一)

用Python開發串口通訊型上位機，其實並非最優解，本系列更新只為個人學習與總結。如果有C語言底子，嵌入式層面的上位機開發，C++ Builder，C#才是更加好用的利器。

什麼是上位機

從事過嵌入式軟體開發或者工控機開發的，對上位機應該都不陌生。簡單來說，上位機指的是能夠發送指令的計算機或者控制器，通過各類通訊獲取下位機信息，控制下位機的行為等。

最典型的例子，電腦端的串口助手（上位機），通過RS232-DB9或者USB轉串口，與單片機（下位機）的串口通訊，獲取單片機系統的狀態等。

圖片來自百度百科

此系列文章，與大家講講如何使用Python進行串口通訊型上位機的開發。此為第一篇。
  

準備工作

1. 串口調試助手，用於驗證通訊，此處推薦使用Uartassistant,百度一下即可輕鬆找到下載方法

2. Virtual Serial Port：虛擬串口，可以在沒有實際串口線連接的情況，在電腦端虛擬出對接的兩個串口，方便我們在沒有下位機或者未就緒的情況下，驗證數據的收發，下圖為虛擬出COM1與COM2兩個串口，並內部互聯，打開兩個1中調試助手，分別配置為COM1和COM2，波特率相同，在COM1發送「Hello world」，COM2即可收到

3. Pyqt5：用於開發界面，詳見前面幾期內容

三步學會Python開發上位機並處理excel數據（一）

4. PyCharm：Python IDE

三步學會Python開發上位機並處理excel數據（一）

5. Pyserial庫安裝-pip install pyserial

Pyserial API的使用參見官網：

https://pythonhosted.org/pyserial/pyserial_api.html。

初始化參數：

name:設備名字
port：讀或者寫埠
baudrate：波特率
bytesize：字節大小
parity：校驗位
stopbits：停止位
timeout：讀超時設置
writeTimeout：寫超時
xonxoff：軟體流控
rtscts：硬體流控
dsrdtr：硬體流控
interCharTimeout:字符間隔超時

常用接口

isOpen()：查看埠是否被打開。
open() ：打開埠『。
close()：關閉埠。
read()：從埠讀字節數據。默認1個字節。
read_all():從埠接收全部數據。
write("hello")：向埠寫數據。
readline()：讀一行數據。
readlines()：讀多行數據。
in_waiting()：返回接收緩存中的字節數。
flush()：等待所有數據寫出。
flushInput()：丟棄接收緩存中的所有數據。
flushOutput()：終止當前寫操作，並丟棄發送緩存中的數據。

簡易驗證代碼：

1. 使用虛擬串口，配置COM1與COM2

2. 打開串口助手，配置為COM2，9600後打開

3. Pycharm或者jupyter notebook輸入如下代碼並運行

運行截圖如下：

1. Python打開串口後發送「Python serial port demo!」

2. 另外一端的COM2，手動輸入「Yes」，Python程序接收到後列印出來

總結

本篇主要介紹了什麼是上位機以及Python開發串口通訊型上位機所需的準備工作，並簡單展示了如何進行串口收發。

一個好的上位機還需要更多功能，將會在接下來幾期逐步深入與完善，敬請期待哦。