我在调试工作中经常用到串口，为了实现自动化做了一些尝试，
下文总结了，操作串口涉及的动作如何用python自动化地执行的方法
主要有这几个话题：
1、创建串口对象，链接串口
2、经过串口收发字符串
3、串口打印解码（读取中英文打印）
4、等待串口出现某个字符串，计算等待时间
5、以十六进制形式向串口发送字符
6、以十六进制形式向串口发送某个文件
7、自动打开串口UI窗口，方便手动操作
8、自动启动 secureCRT 记录log
我将实操的过程一一总结如下
一、创建串口对象
如下的几个部分，是依赖 pyserial 这个第三方库来实现
import serials_obj=serial.Serial(comPort, baudrate=115200,bytesize=8,parity=’N’,stopbits=1,timeout=1)
这里面 comPort 是串口的标志字符串，比如在windows下 是 “com1” , 在linux 下是类似这样的字符串 “/dev/ttyUSB1”
windows 下启动设备管理器查看 端口可以查看字符串
linux 下查看可用的串口，使用如下命令查询
ls -l /dev/*
一般情况下，linux如果使用的是默认的串口，串口名称是dev下的ttyS* ,一般ttyS0对应com1，ttyS1对应com2
按照上面的写法，可以创建一个串口通信的对象，然后再对这个串口对象操作，即可实现收发字符串的目的。
其余参数不再赘述，详见我之前的一篇文章。
timeout参数非常有用，下面会说到。
二、串口收发字符串
2.1 发送字符串
为了经过串口发送字符串，可以使用下面的写法
text = “pwd” s_obj.write(text.encode())
用write(data)方法发送字符串命令，需要注意的是，pyserial的文档写明了，发送的输入元素必须是bytes 格式的（也就是二进制数据），
这里说明一下，python3里对字符串和二进制数据流有明确的区分，文本总是unicode编码储存的，由str类型表示。二进制数据则由bytes类型表示
所以字符串数据需要encode()函数将其编码为二进制数据，然后才可以顺利发送。（encode方法默认的编码是UTF-8）
这里发送的就是基本字符，一般是英文短语。后面会说到如何发送十六进制的数据
2.2 接收打印，然后解码
为了从串口接收字符串，可以使用下面的写法
s_obj = serial.Serial(comPort, baudrate=115200, bytesize=8, parity=’N’, stopbits=1, timeout=2)data = s_obj.read(150*60)print_out=data.decode(‘utf-8′,’replace’)print(print_out)print_out=data.decode(‘gb18030′,’replace’) print(print_out)
这里先创建了一个serial对象，紧接着，读取数据data(是二进制数据)。
关于读取这里，说明一下，这里read函数的输入参数是bytes的数量 ，如果是UTF-8编码，1个数量可以表示一个英文字母，这里我写的非常大的一个值 150*60。原因有2：
第一个原因是，serial模块的官方文档里是这样写的，如果创建serial对象的时候，设置了timeout时间，则读取一个非常大数量的行为会变成，在timeout时间内，能读到多少就读取多少打印。相反，如果没有设置timeout，读取非常大的数量的行为就会让程序block住，一直等着串口打印出足数的字符才罢休。上面我设置了2秒的timeout，所以不会卡住，而是2秒内能收多少字符就收多少（2秒的时间是很长的），到了2秒就收手停止读取串口打印。
第二个原因是，这里讨论的场景是串口一次性打印很多数据，可以稍等几秒（比如等待3秒后再来读取数据，并不关心耗费的时间），一次读取大量字符符合这个场景的需求。
再来下对收到的data解码，
如果接收到的data全是英文，就以 utf-8 编码将二进制数据解码为unicode字符串。如果data里包含中文，则最好以 gb18030 编码将二进制数据解码为 unicode 字符串。
需要说明一点的是，
有时候由于带中文，但是强制用 utf-8 解码，或者由于串口的传输线缆出现接触不良等原因，会产生错误或者乱码，如果直接解码，就会报错，为了能够顺畅的解码串口打印，避免这种情况发送，decode的参数里加上 “replace” 即可。它实现的作用是，如果解码的过程中遇到错误，会自动以问号 ? 代替解码失败的字符。
三、计算打印耗时
有时候在接收串口打印的同时，还希望能知道等待了多久才收到某个打印
可以使用下面的写法
target_text = “我是目标打印” find_time_out = 8 start_time = time.time() ser_text_pool = ” s_obj = serial.Serial(comPort, baudrate=115200, bytesize=8, parity=’N’, stopbits=1, timeout=2) while 1: if s_obj.in_waiting > 0: try: data = s_obj.read(4) ser_text_pool = data.decode(‘utf-8′,’replace’) except: continue check1 = time.time() time_delta = round(check1 – start_time,2) if target_text in ser_text_pool: try: data = s_obj.read(1000) ser_text_pool = data.decode(‘utf-8′,’replace’) except: pass print(“==================== 很好，找到[%s] 耗时[%s]秒===” % (target_text,time_delta)) break else: check_time = time.time() time_cost = round(check_time – start_time,2) if time_cost > find_time_out: print(“== 糟糕！%s秒内，没有找到[%s]” % (find_time_out,target_text)) print(“============== 收到串口打印如下 ==============”) print(ser_text_pool) print(“============== 串口打印 END ==============”) sys.exit() else: check_time = time.time() time_cost = check_time – start_time if time_cost > find_time_out: print(“== 糟糕！%s秒内，没有找到[%s]” % (find_time_out,target_text)) print(“============== 收到串口打印如下 ==============”) print(ser_text_pool) print(“============== 串口打印 END ==============”) sys.exit()
在这个例子里，使用了 while 循环来不停的尝试，尝试的语句是
if s_obj.in_waiting > 0
serial 对象的in_waiting 属性返回的是串口的接收buffer 收到的字节数，如果大于0表示有东西打印出来，然后就可以继续下面的动作：
开始一个子过程：使用 read(4)方法接收了4个字节，然后解码成unicode明文字符，再追加 ser_text_pool 这个字符串里，
最后判断目标字符串在不在 ser_text_pool 里面，子过程结束。
这里子过程里仅接收4个字节，有2个目的：
第一个目的是，设置读取量非常小，可以让一次读取时间尽量的小，这样的话，多次执行子过程就会“一点点”地累加收到串口的打印，每次都会判断有没有收到目标字符串，一旦发现目标字符串，就会计算耗时，这样得到的等待时间比较精确（实操证实了）。
如果设置为2个字符，又有点过短，小概率会出错（解码后累加后出现乱码导致有打印但是匹配不到），所以用4个字节最为合适
下面就是基本操作了，用逻辑语句分开找到和没有找到两种情况，如果需要将每种情况遇到的串口都可以打印出来。
四、以十六进制形式发送
4.1 以十六进制发送字符串
有部分时候，经过串口发送字符串的时候，希望以十六进制的形式发送，
可以用下面的写法实现
cmd = “ef aa 21 00 00 00 00 21” ser_obj.write(bytes.fromhex(cmd))
可以看出来，这里面核心的过程是
将十六进制的str类型字符串转换为二进制的bytes类型数据，
然后就可以发送了
4.2 以十六进制发送文件
如果发送的内容由简单的字符串，改为二进制文件，情况则稍有不同
可以使用下面的写法实现
def sendbin(ser_obj, ser_baudrate, file_obj,read_step_size=8, sleep_dividend=512, sleep_time=0.0005): print(“开始写入hex”) ser_obj.baudrate = ser_baudrate i = 0 while 1: c = file_obj.read(read_step_size) ssss = str(binascii.b2a_hex(c))[2:-1] if not c: break ser_obj.write(bytes().fromhex(ssss)) # 将16进制转换为字节 if i % sleep_dividend == 0: time.sleep(sleep_time) i = 1 print(“写入完成”)
这个代码的主要内容是：从一个文件里每次读取一点点数据，然后以16进制重新编码后写入串口，重复这个过程直到文件发完。
这其中，文件的读取 file.read(byte size) 方法的工作原理是，每次读取完指针就停留在末尾，第二次读取接着上次的指针的位置继续读。所以可以循环执行。
其中信息的传递的主要过程是：
c = file.read() 从二进制数据的文件里，读取到变量c里，数据格式是bytes，表示方式是二进制
binascii.b2a_hex(c) 这一步操作是将 bytes类型的二进制表示数据，转换为同为bytes类型的16进制表示数据。输入数据的每个字节都被转换成相应的2位十六进制表示。因此，返回的bytes对象是输入数据长度的两倍。
之后的str(newC)[2:-1] 将16进制的表示，剥离掉了引号，提取出十六进制的明文字符串，此时输出类型为str
最后一步写入的时候是这样写的 bytes().fromhex(ssss) 这个动作是将一个十六进制表示的str 转换为二进制的bytes
以上就是信息传递和写入的一次过程，重复这个过程就可以实现持续的写入文件到串口。
实际上还有最后一个问题，真实的串口是有buffer的，不可能一直持续地写入，如果硬来，就会卡死。
所以需要串口每写一会儿要等待一会儿时间，给串口一个发送的消化时间，这里我写了等待了0.5毫秒，已经足够了，实际过程是每发送512次后停0.5毫秒，接着继续发送，直到读文件结束。
五、自动打开串口UI工具
调试工作中，有时候需要半自动化的操作串口，为人工介入操作提供方便。
一个实现的思路如下：
# -*- coding: utf-8 -*-import osimport timeimport serial.tools.list_ports as lpsdef change_ini_and_open_sscom(number, comport): print([comport]) ui_width = 373 with open(r’D:\tools\sscom\sscom51.ini’,”r”) as f: lines = f.readlines() with open(r’D:\tools\sscom\sscom51.ini’,”w”) as f_w: for line in lines: # 程序启动自动打开串口 if ‘N1063=’ in line: line = line.replace(line,’N1063=,Y\n’) # 修改串口号 if ‘N1080=’ in line: line = line.replace(line,’N1080=,{0}\n’.format(comport)) #设置窗口高度 if ‘N1083=’ in line: line = line.replace(line,’N1083=,826\n’) #设置窗口最高点的坐标 if ‘N1085=’ in line: line = line.replace(line,’N1085=,3\n’) #设置窗口宽度 if ‘N1082=’ in line: line = line.replace(line,’N1082=,%s\n’ % ui_width) #窗口左边坐标 if ‘N1084=’ in line: line = line.replace(line,’N1084=,%s\n’ % (ui_width*number) ) f_w.write(line) p = os.popen(r’D:\tools\sscom\sscom5.13.1.exe’) time.sleep(1)def find_all_port_and_open_them(): port_list = list(lps.comports()) if len(port_list) == 0: print(‘找不到串口’) else: for i in range(0,len(port_list)): port_str = str(port_list[i]).split(‘ -‘)[0] if port_str != “COM1″: change_ini_and_open_sscom(i,port_str)if __name__ == ‘__main__’: find_all_port_and_open_them ()
该代码是用于驱动 sscom 串口工具，可以方便的一键打开多个串口UI窗口，方便快速打开多个UI窗口，辅助手动调试。
六、自动启动 secureCRT 记录log
如果希望长时间的监控串口，虽然可以使用python的pyserial包来编写一个程序实现，但是最稳妥的方法还是调用成熟的第三方工具来做，至少不容易崩。
如果还希望实现某种自动化，还是否可行呢？答案是肯定的
一个实现的思路如下（类似sscom的启动方式，但是附带了log）：
comman_log_name = ‘%s_print.log’def setupSecureCRT(baudrate,comport,secureCRTpath,logpath,tabName,windowsName=’wrong-wake-test’): cmd = f”{secureCRTpath} /POS 50 100 /LOG {logpath} /N {tabName} /TITLEBAR {windowsName} /SERIAL {comport} /BAUD {baudrate}” mprocess = subprocess.Popen(cmd)portpool = 33,34,35baudrate = 115200secureCRTpath = “C:\SecureCRT\SecureCRT.exe”for i in range(len(portpool)): comport = ‘com’ portpool[i] tabName = tagpool[i] logpath = comman_log_name % comport tabname = “tab_%s” % comport time.sleep(4) p = Process(target=setupSecureCRT,args=(baudrate,comport,secureCRTpath,logpath,tabName)) p.start()
以上code是运行于windows平台的，能够自动启动多线程驱动打开串口UI（通过命令行启动 vandyke公司的secureCRT 软件），可以实现同时记录多个串口，并指定log路径的目的，可用于自动化长时间监控操作。
如果希望记录的log里带时间戳
这样设置
如上图勾选，上start log upon connect ，然后如图写上
on each line : [%h:%m:%s.%t]—
这样设置后，再运行上面的python脚本启动它，就可以自动保存带时间戳的log了。
