使用python+Pyqt5实现串口调试助手

python可以利用serial模块来和串口设备进行485或者232通讯。

当然，网上这类串口调试助手的小程序有很多，不过这些程序要么是要收费，只能试用30天，要么是不好用。

况且，别人写的程序，你只能使用，无法取出其中的数据来进行处理，所以，如果可以自己写一个程序，既方便使用，又可以随时随地使用其中的数据。

软件：python3.10
pycharm2021
硬件：window10电脑
串口485设备（国产流量计）
串口转usb线（电脑不带串口，只能转接）

准备好了后，就可以开始写程序了。

串口通讯程序首先要对串口进行设置，如波特率、数据位、停止位、校验位等。可以称之为初始化：

初始化：

def serial_init(self):   #初始化

        self.port = self.port_set.currentText()
        self.bps = int(self.baud_set.currentText())
        self.timeout = float(self.timeout_set.text())
        try:
            self.ser = serial.Serial(port=self.port,baudrate=self.bps,bytesize=8,parity='N',stopbits=1)
            print(self.ser)
            if self.ser.is_open:
                print('串口正常')
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
            print('异常：', e)

初始化完成后，需要将串口打开，只有串口成功打开，才可以进行后面的数据传输。python中的serial模块，提供serial.isopen来进行检查。当然，此处需要注意的是，在串口serial实例化的时候，实际上已经同时打开串口了。所以，如果在初始化程序里建立了实例化：

 self.ser = serial.Serial(port=self.port,baudrate=self.bps,bytesize=8,parity='N',stopbits=1)

那么也可以不用在重复打开串口了。

串口打开：

def open_serial(self):   #打开串口
        try:
            self.ser.open()
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
            print('异常：', e)

串口关闭：

 def close_serial(self):  #关闭串口
        try:
            self.ser.close()

        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self,'tips!',str(e),QMessageBox.Ok|QMessageBox.Cancel,QMessageBox.Ok)
            print('异常：', e)

调试完成后，最好关闭串口，有始有终。

在完成上面的初始化和打开步骤后，就可以进行数据的读、写了，本例中使用了与流量计进行通讯，读取流量计实时流量。该流量计读、写数据时有专门的格式：

所以，从电脑端发送指令时，需要按照流量计的格式发送，才能得到正确的反馈。485是半双工传输，即同一时间只能进行读或者写，读、写不能同时进行。

本例中，读取流量指令格式为：
01 03 00 10 00 02 C5 CE
实际操作中，我将流量计设备地址修改为2，即
02 03 00 10 00 02 C5 CE

发送数据：

def send_data(self):
        ct = datetime.datetime.now()                       #获取当前系统时间
        ct_str = ct.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")          #格式化当前系统时间（字符形式）
        try:
            self.senddata_s=self.le_senddata.text()
            self.senddata=bytes.fromhex(self.senddata_s)  #字符转成字节
            self.ser.write(self.senddata)
            #self.senddata_str=self.senddata.hex()
            self.senddata_str_fg=self.str_fenge(self.senddata_s)
            #self.le_senddata.setText(self.senddata.hex())
            self.le_recdata.append('\n' + '[' + ct_str+ ']' + ' ' + self.senddata_str_fg + '\n')
            #print(self.senddata)
            time.sleep(0.1)
            self.read_data_size()
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)

读取数据：

 def read_data_size(self):
        ct=datetime.datetime.now()
        ct_str=ct.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        try:
            #self.size=10
            self.read_data=self.ser.read_all()
            #print(self.read_data)
            self.read_data_str=self.read_data.hex()   #字节转成16进制字符显示
            #re.findall(r'.{3}',self.read_data_str)
            self.read_data_str_fg=self.str_fenge(self.read_data_str)
            #print(self.read_data_str)
            self.le_recdata.append('\n'+'['+ct_str+']'+' '+self.read_data_str_fg+'\n')
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
        #return self.read_data

serial的读取数据时，有几种方式，read()、read_all()、readline()，read()就是按照字节数size大小读取缓存区字节，read_all()即读取所有数据，readline()读取缓存区最新一行数据。

完整程序：

from numpy.lib.function_base import place
import serial
import serial.tools.list_ports
import sys
import re
import os
import time
import datetime
import threading
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtWidgets import *
class Serialwindow(QWidget):
    def __init__(self) -> None:
        super().__init__()
        self.initUI()
    def initUI(self):
        #self.stylefile = 'E:\\100proworld2021\opencvtestpro01\爬虫程序\爬虫-style.qss'
        #self.qssstyle = CommonHelper.readQSS(self.stylefile)
        self.port = ''
        self.bps = 0
        self.timeout = 0.0
        self.senddata=bytes()
        self.read_data=''

        self.btn_plist=QPushButton('获取可用串口',self)
        self.btn_plist.setGeometry(20,20,60,20)
        self.btn_plist.clicked.connect(self.get_serial_info)
        self.btn_plist.adjustSize()

        self.btn_ser_init=QPushButton('初始化',self)
        self.btn_ser_init.setGeometry(20,50,60,20)
        self.btn_ser_init.clicked.connect(self.serial_init)
        self.btn_ser_init.adjustSize()
        self.btn_open=QPushButton('打开串口',self)
        self.btn_open.setGeometry(20,80,60,20)
        self.btn_open.clicked.connect(self.open_serial)
        self.btn_open.adjustSize()
        self.btn_close=QPushButton('关闭串口',self)
        self.btn_close.setGeometry(20,110,60,20)
        self.btn_close.clicked.connect(self.close_serial)
        self.btn_close.adjustSize()
        self.btn_read_data=QPushButton('读取数据',self)
        self.btn_read_data.setGeometry(20,140,60,20)
        self.btn_read_data.clicked.connect(self.read_data_size)
        self.btn_read_data.adjustSize()
        self.btn_write_data=QPushButton('发送数据',self)
        self.btn_write_data.setGeometry(40,460,60,20)
        self.btn_write_data.clicked.connect(self.send_data)
        self.btn_write_data.adjustSize()
        #Qcombobox
        self.port_set=QComboBox(self)
        self.port_set.setGeometry(500,20,100,20)
        self.port_set.addItems(['COM1'])
        #self.port_set.activated.connect(self.Qcombo)
        self.lbl_port_set=QLabel(self)
        self.lbl_port_set.setGeometry(420,20,60,20)
        self.lbl_port_set.setText('串口号:')
        self.baud_set=QComboBox(self)
        self.baud_set.setGeometry(500,50,100,20)
        self.baud_set.addItems(['9600','19200','38400','115200'])
        self.lbl_baud_set=QLabel(self)
        self.lbl_baud_set.setGeometry(420,50,60,20)
        self.lbl_baud_set.setText('波特率:')
        self.stopbit_set=QComboBox(self)
        self.stopbit_set.setGeometry(500,80,100,20)
        self.stopbit_set.addItems(['0','1'])
        self.lbl_stopbit_set = QLabel(self)
        self.lbl_stopbit_set.setGeometry(420, 80, 60, 20)
        self.lbl_stopbit_set.setText('停止位:')
        self.parity_set=QComboBox(self)
        self.parity_set.setGeometry(500,110,100,20)
        self.parity_set.addItems(['无','奇校验','偶校验'])
        self.lbl_parity_set = QLabel(self)
        self.lbl_parity_set.setGeometry(420, 110, 60, 20)
        self.lbl_parity_set.setText('校验位:')
        self.databit_set=QComboBox(self)
        self.databit_set.setGeometry(500,140,100,20)
        self.databit_set.addItems(['8','7'])
        self.lbl_databit_set=QLabel(self)
        self.lbl_databit_set.setGeometry(420,140,60,20)
        self.lbl_databit_set.setText('数据位:')
        self.timeout_set=QLineEdit(self)
        self.timeout_set.setGeometry(500,170,100,20)
        self.timeout_set.setText('1000')
        self.lbl_timeout_set=QLabel(self)
        self.lbl_timeout_set.setGeometry(420,170,60,20)
        self.lbl_timeout_set.setText('超时设置:')
        self.lbl_timeout_set_2=QLabel(self)
        self.lbl_timeout_set_2.setGeometry(610,170,60,20)
        self.lbl_timeout_set_2.setText('ms')
        #
        self.le_senddata=QLineEdit(self)
        self.le_senddata.setGeometry(120,460,300,20)
        self.le_senddata.setText('010300100002C5CE')
        self.le_recdata=QTextEdit(self)
        self.le_recdata.setGeometry(120,220,600,200)
        self.setGeometry(100,100,800,600)
        self.setWindowTitle('简易串口调试助手-菌尘')
       # self.setStyleSheet(self.qssstyle)
        self.show()
    def Qcombo(self):
        print(self.port_set.currentText())
        print(self.baud_set.currentText())
        print(self.stopbit_set.currentText())
        print(self.parity_set.currentText())
        print(self.databit_set.currentText())
        print(self.timeout_set.text())
    def get_serial_info(self):   #获取可用串口列表
        #打印可用串口列表
        #self.need_serial = ''
        self.plist = list(serial.tools.list_ports.comports())
        if len(self.plist) <= 0:
            print('未找到串口')
            qm = QMessageBox.warning(self, '提示窗口', '未找到串口!请检查接线和电脑接口。', QMessageBox.Ok|QMessageBox.Cancel,QMessageBox.Ok)
            if qm == QMessageBox.Yes:
                print('Yes')
            else:
                print('No')
        else:
            for i in list(self.plist):
                self.port_set.addItem(i.name)
        #return self.need_serial
        #print(self.plist)
    def serial_init(self):   #初始化
        self.port = self.port_set.currentText()
        self.bps = int(self.baud_set.currentText())
        self.timeout = float(self.timeout_set.text())
        try:
            self.ser = serial.Serial(port=self.port,baudrate=self.bps,bytesize=8,parity='N',stopbits=1)
            print(self.ser)
            if self.ser.is_open:
                print('串口正常')
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
            print('异常：', e)
    def open_serial(self):   #打开串口
        try:
            self.ser.open()
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
            print('异常：', e)
    def close_serial(self):  #关闭串口
        try:
            self.ser.close()
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self,'tips!',str(e),QMessageBox.Ok|QMessageBox.Cancel,QMessageBox.Ok)
            print('异常：', e)
    def read_data_size(self):
        ct=datetime.datetime.now()
        ct_str=ct.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        try:
            #self.size=10
            self.read_data=self.ser.read_all()
            #print(self.read_data)
            self.read_data_str=self.read_data.hex()   #字节转成16进制字符显示
            #re.findall(r'.{3}',self.read_data_str)
            self.read_data_str_fg=self.str_fenge(self.read_data_str)
            #print(self.read_data_str)
            self.le_recdata.append('\n'+'['+ct_str+']'+' '+self.read_data_str_fg+'\n')
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
        #return self.read_data
    def read_data_line(self):
        self.read_data=self.ser.readline()
        return self.read_data
    def send_data(self):
        ct = datetime.datetime.now()                       #获取当前系统时间
        ct_str = ct.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")          #格式化当前系统时间（字符形式）
        try:
            self.senddata_s=self.le_senddata.text()
            self.senddata=bytes.fromhex(self.senddata_s)  #字符转成字节
            self.ser.write(self.senddata)
            #self.senddata_str=self.senddata.hex()
            self.senddata_str_fg=self.str_fenge(self.senddata_s)
            #self.le_senddata.setText(self.senddata.hex())
            self.le_recdata.append('\n' + '[' + ct_str+ ']' + ' ' + self.senddata_str_fg + '\n')
            #print(self.senddata)
            time.sleep(0.1)
            self.read_data_size()
        except Exception as e:
            QMessageBox.warning(self, 'tips!', str(e), QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel, QMessageBox.Ok)
    def read_data_alway(self, way):
        print('开始接受数据：')
        while True:
            try:
                if self.ser.inWaiting:
                    if(way == 0 ):
                        for i in range(self.ser.inWaiting):
                            print('接收ascII数据：'+str(self.read_data_size(1)))
                            data1 = self.read_data_size(1).hex()
                            data2 = int(data1, 16)
                            print('接收到16进制数据：'+data1+'接收到10进制数据：'+str(data2))
                    if(way == 1 ):
                        data = self.ser.read_all()
            except Exception as e:
                print('异常：', e)
    def str_fenge(self,A):
        '''
        对字符串进行按长度分割，并在中间加入其他字符，如空格、短横等
        '''
        b = re.findall(r'.{2}',A)
        c = ' '.join(b)
        #print(c)
        return c
if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    ex = Serialwindow()
    sys.exit(app.exec_())

上面的程序经过测试，可以与流量计正常通讯。

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