Python串口实时数据绘图教程：pyserial实现

"这篇文章主要介绍了如何使用Python进行串口通信，并实时显示数据并绘图，主要涉及了Python的pyserial库及其相关操作方法。" 在Python编程中，串口通信是一种常见的方式，用于设备间的数据交换，特别是在物联网(IoT)和嵌入式系统中。pyserial是一个强大的库，它提供了Python接口来处理串行通信，使得开发者能够方便地读取和写入串口数据。以下将详细解释pyserial的使用以及如何结合绘图库实现实时数据可视化。 首先，安装pyserial库可以通过在命令行输入`pip install pyserial`完成。如果遇到升级pip后导致的问题，可以尝试使用`easy_install pip`命令修复。在了解基本用法之前，确保正确安装了pyserial。 pyserial的基本操作包括： 1. 打开串口：`ser = serial.Serial(0)`，其中0代表默认的第一个串口。在Windows环境下，这通常是COM1。你可以通过`ser.portstr`获取串口标识。 2. 写入数据：`ser.write("hello")` 将字符串写入串口。 3. 关闭串口：`ser.close()`。 4. 打开或检查串口状态：`ser.open()` 和 `ser.isOpen()`。 5. 设置波特率：`ser.baudrate = 9600`，这将串口的波特率设置为9600bps。 6. 读取数据：`ser.read()` 读取单个字符，`ser.read(20)` 读取20个字符，`ser.readline()` 读取一行直到遇到`\n`，而`ser.readlines()` 或 `ser.xreadlines()` 用于读取多行，需要设置超时时间。 串口的其他属性如字节大小、校验位、停止位、超时设置等，可以通过以下方式设置： - 字节大小：`ser.bytesize = serial.EIGHTBITS`（8位）。 - 校验位：`ser.parity = serial.PARITY_NONE`（无校验）、`serial.PARITY_EVEN`（偶校验）、`serial.PARITY_ODD`（奇校验）等。 - 停止位：`ser.stopbits = serial.STOPBITS_ONE`（1位）或 `serial.STOPBITS_TWO`（2位）。 - 超时：`ser.timeout = timex`，`timex`为超时时间（秒）。 为了实现实时显示数据并绘图，通常我们会结合matplotlib或其他绘图库。例如，可以创建一个定时器，每隔一定时间从串口读取数据，然后更新图表。下面是一个基本的示例： ```python import serial import matplotlib.pyplot as plt import time # 初始化串口 ser = serial.Serial(port='COM5', baudrate=9600, timeout=1) # 创建绘图窗口 fig, ax = plt.subplots() line, = ax.plot([]) while True: # 从串口读取数据 data = ser.readline().decode().strip() # 更新数据并重绘图形 x = time.time() # 当前时间作为X轴坐标 y = float(data) # 数据转换为浮点数 line.set_data(x, y) ax.relim() ax.autoscale_view() plt.pause(0.01) # 暂停绘制，防止过度刷新 # 退出时关闭串口 plt.show() ser.close() ``` 这个例子中，我们不断从串口读取一行数据，将其转换为浮点数，并添加到图表中。`plt.pause()` 函数用于控制绘制速率，避免过度刷新导致性能下降。请注意，这只是一个基础示例，实际应用可能需要根据具体需求进行调整，比如处理错误、解析不同格式的数据等。 Python结合pyserial库和绘图工具，可以轻松实现串口通信和实时数据可视化，这对于监控和分析来自各种设备的数据非常有用。