Python之串口收发的异步程序
作者：土谷祠房客
Python串口收发的异步程序
进行Python串口程序开发时，一般使用 pyserial 模块。这是个同步方式运行的库。
串口运行时，收发等待的时间较多，使用异步方式开发可以提高开发效率和运行效率。
为了进行异步编程，可以使用一个建立在 asyncio 基础上的异步串口程序模块，即pyserial_asyncio 模块。
在使用这个模块时，我们发现，网上资料中，能够独立直接运行的简单实例较少。
为此，我们编写了一个简单的可以独立运行的实例，以方便读者使用这个模块。
下面是这个程序的完整代码
可以在 python 3.9 及以后的版本上运行。
注意：
编程和运行前要安装 pyserial_asyncio 模块。
import asyncio
import serial_asyncio
import time
# 接收异步函数，收到后打印时间、收到的内容和接收的序号
async def read_from_serial(reader):
count = 0
while True:
data = await reader.read(1000)
p = time.strftime("%X", time.localtime())
print(f'received at {p}, {data.decode()}, serial = {count}')
count += 1
# 发送异步函数，每隔两秒钟发送一次
async def write_to_serial(writer):
while True:
writer.write(b'hello')
await writer.drain()
await asyncio.sleep(2)
async def main():
# 连接串口，其中的'/dev/cu.usbserial-1140'是串口的名称，
# windows 的串口名一般是 'comx' 的格式，例如：'com3；
# linux 的串口格式一般是 '/dev/ttyx' 的格式，例如：'dev/ttyUSB0'。
reader, writer = await serial_asyncio.open_serial_connection(url='/dev/cu.usbserial-1140', baudrate=9600)
# 生成串口读写异步任务各一个
task_1 = asyncio.create_task(read_from_serial(reader))
task_2 = asyncio.create_task(write_to_serial(writer))
# 并行运行两个异步任务
await task_1
await task_2
if __name__ == '__main__':
asyncio.run(main())这个程序可以分为三个部分
1. 读写异步函数：read_from_serial 和 send_to_serial。其中后者每隔两秒钟向串口发送b“hello”字节串；前者则从串口接收数据，并将接收的时间的操作的序号打印出来。
2. 初始化异步函数main()，这个函数的功能是打开串口、生成接收和发送任务，并行执行这两个任务，以进行串口的收发。
3. 最后的__name__ == ‘__main__’: 的主程序部分启动程序的运行。
这个程序的测试运行过程
如下：
1. 准备一个 USB 转串口的转接板；
2. 将转接板的 TxD 和 RxD 短接，使发送的数据直接送到接收端；
3. 在操作系统上查找插入的串口设备，在 windows 操作系统下，可以用设备管理器查找；MacOS 下可以在终端上用 ls /dev/cu.* 命令查找；Linux 下则可以用 ls /dev/ttyUSB* 查找。当然，也可以用pyserial 模块中的相关功能编程查找。
4. 根据查找的结果改写异步 main 程序中的 uri 参数，上面程序是MacOS下的例子。
5. 启动程序，查看运行结果（见下）。
/usr/local/bin/python3 /Users/xxxxxx/PycharmProjects/try_and_test/async_serial_3.py received at 11:23:25, hello, serial = 0 received at 11:23:27, hello, serial = 1 received at 11:23:29, hello, serial = 2 received at 11:23:31, hello, serial = 3 received at 11:23:33, hello, serial = 4 received at 11:23:35, hello, serial = 5 received at 11:23:37, hello, serial = 6
在上述程序的基础上，加上异常处理、内部队列接口等就可以实现自己所需功能的实用串口接口程序了。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。