API串口通信代码详解
串口通信基础
什么是串口通信?
串口通信(Serial Communication)是电子设备间通过串行接口传输数据的方式,常用于:

- 微控制器与电脑通信
- 传感器数据传输
- 工业设备控制
关键参数配置
| 参数 | 说明 | 常见值 |
|---|---|---|
| 波特率 | 每秒传输比特数 | 9600/115200 |
| 数据位 | 每个数据包的有效位数 | 8位 |
| 停止位 | 数据包结束标志 | 1位 |
| 校验位 | 错误检测方式 | None/Even/Odd |
| 流控 | 数据流控制方式 | None/RTS/CTS |
主流编程语言API对比
| 编程语言 | 推荐库/API | 核心功能 |
|---|---|---|
| Python | pySerial | 跨平台串口操作 |
| C# | System.IO.Ports | 事件驱动通信支持 |
| Java | javax.comm | 跨平台但需额外配置 |
| C++ | boost::asio | 异步通信支持 |
Python串口编程实践
安装pySerial库
pip install pyserial
基础代码模板
import serial
import time
def main():
# 初始化串口参数
ser = serial.Serial(
port='COM3', # Windows示例端口
baudrate=9600, # 波特率
bytesize=8, # 数据位
parity='N', # 无校验
stopbits=1, # 停止位
timeout=1 # 读超时时间
)
try:
# 发送数据
ser.write(b'Hello Serial
')
time.sleep(0.5)
# 接收数据
data = ser.read(100) # 最多读取100字节
print("Received:", data.decode().strip())
except serial.SerialException as e:
print("串口错误:", e)
finally:
ser.close()
if __name__ == "__main__":
main() 进阶功能实现
| 功能 | 实现方式 |
|---|---|
| 持续监听数据 | 使用while循环配合readline()方法 |
| 二进制数据传输 | 使用write(bytes)和read(size)方法 |
| 事件驱动 | 结合pyserial的inWaiting()方法和线程实现 |
| 日志记录 | 将接收数据写入文件with open('log.txt','ab') as f: f.write(data) |
常见问题解决方案
端口占用问题
# 检查端口状态(Windows)
import os
os.system("mode COM3") # 查看端口是否被占用 数据粘包处理
# 添加分隔符协议
def send_data(ser, data):
ser.write(data.encode() + b'
') # 添加换行符作为分隔
def read_data(ser):
line = ser.readline().decode().strip() # 按行读取
return line 跨平台注意事项
| 平台 | 特殊配置 |
|---|---|
| Windows | 端口格式为COMx,需管理员权限访问 |
| Linux | 端口格式为/dev/ttySx,需sudo权限或拨动/etc/group配置 |
| MacOS | 使用/dev/cu.usbserial格式端口,需安装pyserial驱动 |
相关问题与解答
Q1:如何自动识别可用串口?
A:可以使用以下代码扫描可用端口:
import serial.tools.list_ports
ports = serial.tools.list_ports.comports()
for port in ports:
print(f"{port.device} {port.description}") 注意:连接设备后再运行此代码,Windows系统可能需要先插入设备。

Q2:如何处理接收数据的乱码问题?
A:常见原因及解决方案:
- 波特率不匹配:检查设备端和程序端的波特率设置
- 编码问题:统一使用
utf-8或gbk解码,示例:data.decode('utf-8') - 校验位错误:在初始化时正确设置
parity参数,如:parity=serial.PARITY_
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