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Python串口接收数据并实时显示波形 - Windows

news 来源：原创 2025/6/27 2:08:09

Python串口接收数据并实时显示波形 - Windows

陈拓 2025/04/10-2025/04/10

1. 安装Python

从Microfoft Store安装

点击获取

安装完成

2. 连接串口设备

查看串口号

串口号COM4。

通过串口助手查看串口数据

随意安装一个串口助手就行，我这个是从Microfoft Store安装的。

查看完数据要关闭串口，否则下面的程序会因为串口被占用而无法运行。

3. 使用 Python 读取串口数据

3.1 写代码文件

打开一个命令行终端
用下面的命令通过记事本（Notepad）编辑Python代码文件

notepad serial-data.py

创建新文件：

import serial

try:
    # 打开串口连接
    # 'COM4' 是串口名称，你需要根据实际情况修改
    # 115200 是波特率，要和发送端保持一致
    # timeout=1 表示超时时间为 1 秒
    ser = serial.Serial('COM4', 115200, timeout=1)

    print(f"成功连接到串口: {ser.name}")

    while True:
        # 读取一行数据
        data = ser.readline().decode('utf-8').strip()
        if data:
            print(f"接收到的数据: {data}")

except serial.SerialException as e:
    print(f"串口连接出错: {e}")
except KeyboardInterrupt:
    print("用户手动终止程序。")
finally:
    if 'ser' in locals() and ser.is_open:
        ser.close()
        print("串口已关闭。")

代码说明

导入模块：导入 serial 模块以使用串口通信功能。
打开串口：使用 serial.Serial 函数打开指定的串口，需要传入串口名称、波特率和超时时间。
读取数据：在一个无限循环中，使用 ser.readline() 方法读取一行数据，并将其解码为字符串。
异常处理：使用 try-except 块捕获可能出现的串口连接错误和用户手动终止程序的情况。
关闭串口：在程序结束时，确保关闭串口连接，释放资源。

3.2 安装pyserial库

为Python 环境安装 pyserial 库，以实现串口通信。

pip install pyserial

警告：脚本pyserial-miniterm.exe和pyserial-ports.exe安装在'C:\Users\26025\AppData\Local\Packages\PythonSoftwareFoundation中。Python.3.13_qbz5n2kfra8p0\LocalCache\local packages\Python313\Scripts'不在环境变量PATH中。

可以将此目录添加到PATH中。

3.3 测试

运行Python程序

python serial-data.py

Ctrl+C退出程序。

数据格式

接收到的数据: x_value: 5.654867, y_value: -0.533738

接收到的数据: x_value: 5.969026, y_value: -0.355825

接收到的数据: x_value: 0.000000, y_value: 0.000000

接收到的数据: x_value: 0.314159, y_value: 0.372770

接收到的数据: x_value: 0.628319, y_value: 0.559154

接收到的数据: x_value: 0.942478, y_value: 0.838731

4. 将读出的数据以波形显示

4.1 写代码文件

用下面的命令通过记事本（Notepad）编辑Python代码文件

notepad serial-plot.py

创建新文件：

import serial
import matplotlib.pyplot as plt

try:
    ser = serial.Serial('COM4', 115200, timeout=1)

    print(f"成功连接到串口: {ser.name}")

    # 初始化存储 x 和 y 值的列表
    x_values = []
    y_values = []

    # 初始化图形窗口
    plt.ion()
    fig, ax = plt.subplots()

    while True:
        # 读取一行数据
        data = ser.readline().decode('utf-8').strip()
        if data:
            print(f"接收到的数据: {data}")
            try:
                # 提取 x_value 和 y_value
                x_str = data.split('x_value: ')[1].split(',')[0]
                y_str = data.split('y_value: ')[1]
                x = float(x_str)
                y = float(y_str)
                x_values.append(x)
                y_values.append(y)

                # 绘制波形图
                ax.clear()
                ax.plot(x_values, y_values)
                plt.draw()
                plt.pause(0.1)
            except (IndexError, ValueError):
                print("数据解析出错，请检查数据格式。")

except serial.SerialException as e:
    print(f"串口连接出错: {e}")
except KeyboardInterrupt:
    print("用户手动终止程序。")
finally:
    if 'ser' in locals() and ser.is_open:
        ser.close()
        print("串口已关闭。")
    plt.close()