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【Python】Python实现串口通信（Python+Stm32）

2024-02-24 23:41:03Python资料围观231次

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🎉欢迎来到Python专栏~Python实现串口通信

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文章作者技术和水平有限，如果文中出现错误，希望大家能指正🙏
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一、实现效果

🥝视频演示：

Python和Stm32实现串口通信演示

🥝图片展示：
PyCharm端发送数据：

stm32接收数据并回传：

二、说明

Python技能树：Python入门技能树。
版本：Python 3.10。
IDE：PyCharm。
自制Stm32f103原理图与PCB：【stm32开发】stm32+oled最小系统板资料（原理图、PCB、示例代码）【六一】

需要本文章完整项目文件的话（Python串口通信代码+stm32-oled最小系统板资料+stm32串口通信完整项目），可以从该链接下载：【Python+Stm32串口通信】完整项目资料，或者三连本文章之后私聊我免费领取哦~

三、Python串口通信代码详解

3.1 包下载

直接：

pip install pyserial

然后等待包的下载和安装完成。

3.2 代码详解

先上本次文章的完整代码：

import serial
from time import sleep

def recv(serial):
    while True:
        data = serial.read_all()
        if data == '':
            continue
        else:
            break
        sleep(0.02)
    return data

def send(send_data):
    if (serial.isOpen()):
        serial.write(send_data.encode('utf-8'))  # 编码
        print("发送成功", send_data)
    else:
        print("发送失败！")

if __name__ == '__main__':
    serial = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.5)
    if serial.isOpen() :
        print("open success")
    else :
        print("open failed")

    #这里如果不加上一个while True，程序执行一次就自动跳出了
    while True:
        a = input("输入要发送的数据：")
        send(a)
        sleep(0.5)  # 起到一个延时的效果
        data =recv(serial)
        if data != '' :
            print("receive : ",data)
            if data == b'x':
                print("exit")
                break

关于Python实现串口通信的参考文章我都列到文末啦~感谢相关文章的大佬！

📜代码分析：
首先是包的导入：

import serial
from time import sleep

定义串口接收函数：

def recv(serial):
    while True:
        data = serial.read_all()
        if data == '':
            continue
        else:
            break
        sleep(0.02)
    return data

定义串口发送函数：

def send(send_data):
    if (serial.isOpen()):
        serial.write(send_data.encode('utf-8'))  # 编码
        print("发送成功", send_data)
    else:
        print("发送失败！")

主程序部分：

if __name__ == '__main__':
    serial = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.5)
    if serial.isOpen() :
        print("open success")
    else :
        print("open failed")

    #这里如果不加上一个while True，程序执行一次就自动跳出了
    while True:
        a = input("输入要发送的数据：")
        send(a)
        sleep(0.5)  # 起到一个延时的效果
        data =recv(serial)
        if data != '' :
            print("receive : ",data)
            if data == b'x':
                print("exit")
                break

主程序部分的作用就是开启串口，在while循环中发送或者接收串口的数据，并且在接收到数据x之后，结束程序。

需要注意的是，下面这部分代码中，9600为波特率，且需要输入正确的端口号，不然程序会报错！

serial = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.5)

这部分是字符串前缀，前缀b表示该字符串是bytes类型：

if data == b'x':

四、Stm32串口通信

4.1 硬件部分

参考板子的原理图，连接好OLED显示屏：

关于串口，本篇文章使用的是USART1，如下图：

引脚PA9是发送端，PA10是接收端，由于是TTL电平，所以需要一个USB转TTL的模块才可以与电脑的USB串口进行连接：

如果需要这块stm32的实物开发板的话（低价出），可以联系我~

4.2 代码部分

在串口通信中，一般使用hex格式进行收发，但是在目前的代码中，我们发送的数据为字符串，所以在stm32的oled显示中，数据和发送的不一致。

参考文章：Python 串口发送十六进制数据。

修改Python中的发送和接收函数：

#以十六进制的格式发送数据
def send(send_data):
    send_data_hex = bytes.fromhex(send_data)
    if (serial.isOpen()):
        serial.write(send_data_hex)  # 编码
        print("发送成功", send_data_hex)
    else:
        print("发送失败！")

#以十六进制的格式接收数据
def recv(serial):
    while True:
        data = serial.read_all().hex()
        if data == '':
            continue
        else:
            break
        sleep(0.02)
    return data

以十六进制发送和接收的串口通信完整代码：

import serial
from time import sleep

def recv(serial):
    while True:
        data = serial.read_all().hex()
        if data == '':
            continue
        else:
            break
        sleep(0.02)
    return data

def send(send_data):
    send_data_hex = bytes.fromhex(send_data)
    if (serial.isOpen()):
        serial.write(send_data_hex)  # 编码
        print("发送成功", send_data_hex)
    else:
        print("发送失败！")

if __name__ == '__main__':
    serial = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=0.5)
    if serial.isOpen() :
        print("open success")
    else :
        print("open failed")

    #这里如果不加上一个while True，程序执行一次就自动跳出了
    while True:
        a = input("输入要发送的数据：")
        send(a)
        sleep(0.5)  # 起到一个延时的效果
        data =recv(serial)
        if data != '' :
            print("receive : ",data)

✨注意：
本文章中stm32的数据接收和发送格式为：

uint8_t Serial_RxData;

void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

这部分根据实际需求修改和调试即可。

展示修改后的通信效果，还有一些瑕疵，但是对于普通的项目可以使用了：

下面给出stm32的部分代码：

main.c：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"

uint8_t RxData;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");
	
	Serial_Init();
	
	while (1)
	{
		if (Serial_GetRxFlag() == 1)
		{
			RxData = Serial_GetRxData();
			Serial_SendByte(RxData);
			OLED_ShowHexNum(1, 8, RxData, 2);
		}
	}
}

Serial.c：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

uint8_t Serial_RxData;
uint8_t Serial_RxFlag;

void Serial_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART1, Byte);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
}

void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
	{
		Serial_SendByte(String[i]);
	}
}

uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y --)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);
	return ch;
}

void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];
	va_list arg;
	va_start(arg, format);
	vsprintf(String, format, arg);
	va_end(arg);
	Serial_SendString(String);
}

uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
	if (Serial_RxFlag == 1)
	{
		Serial_RxFlag = 0;
		return 1;
	}
	return 0;
}

uint8_t Serial_GetRxData(void)
{
	return Serial_RxData;
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1);
		Serial_RxFlag = 1;
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

最后来两张和电脑连接的图片：

五、参考文章

python中串口通信的步骤及实现。

python实现串口收发。

详解Python中字符串前“b”,“r”,“u”,“f”的作用。

Python字符串前缀u、r、b、f含义。

Python Serial串口的简单数据收发。

🧸结尾

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