使用Python串口實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)并繪圖的例子
使用pyserial進(jìn)行串口傳輸
一、安裝pyserial以及基本用法
在cmd下輸入命令pip install pyserial
注:升級(jí)pip后會(huì)出現(xiàn) "‘E:\Anaconda3\Scripts\pip-script.py' is not present."錯(cuò)誤
使用 easy_install pip命令就能解決,換一條重新能執(zhí)行安裝的命令
常用方法:
ser = serial.Serial(0) 是打開(kāi)第一個(gè)串口
print ser.portstr 能看到第一個(gè)串口的標(biāo)識(shí),windows下是COM1
ser.write(“hello") 就是往串口里面寫數(shù)據(jù)
ser.close() 就是關(guān)閉ser表示的串口
ser.open() 會(huì)打開(kāi)這個(gè)串口
ser = serial.Serial(‘COM1', 115200) 來(lái)設(shè)置波特率,當(dāng)然還有專門的函數(shù)
data = ser.read()可以讀一個(gè)字符
data = ser.read(20) 是讀20個(gè)字符
data = ser.readline() 是讀一行,以/n結(jié)束,要是沒(méi)有/n就一直讀,阻塞。
data = ser.readlines()和ser.xreadlines()都需要設(shè)置超時(shí)時(shí)間
ser.baudrate = 9600 設(shè)置波特率
ser 來(lái)查看當(dāng)前串口的狀態(tài)
ser.isOpen() 看看這個(gè)串口是否已經(jīng)被打開(kāi)
串行口的屬性:
name:設(shè)備名字 portstr:已廢棄,用name代替 port:讀或者寫端口 baudrate:波特率
bytesize:字節(jié)大小 parity:校驗(yàn)位 stopbits:停止位 timeout:讀超時(shí)設(shè)置
writeTimeout:寫超時(shí) xonxoff:軟件流控 rtscts:硬件流控 dsrdtr:硬件流控
interCharTimeout:字符間隔超時(shí)
二、最基本的串口代碼
import serial
portx="COM5"
bps=9600
timex=5
#串口執(zhí)行到這已經(jīng)打開(kāi) 再用open命令會(huì)報(bào)錯(cuò)
ser = serial.Serial(portx, int(bps), timeout=1, parity=serial.PARITY_NONE,stopbits=1)
if (ser.isOpen()):
print("open success")
# 向端口些數(shù)據(jù) 字符串必須譯碼
ser.write("hello".encode())
while (True):
line = ser.readline()
if(line):
print(line)
line=0
else:
print("open failed")
ser.close()#關(guān)閉端口
)
三、pyqtgraph的使用
pip install pyqtgraph#顯示波形的界面
pip install PyQt5#界面要Qt的支持
pyqtgraph是Python平臺(tái)上一種功能強(qiáng)大的2D/3D繪圖庫(kù),相對(duì)于matplotlib庫(kù),由于內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式上,使用了高速計(jì)算的numpy信號(hào)處理庫(kù)以及Qt的GraphicsView框架,因此,它在大數(shù)據(jù)量的數(shù)字處理和快速顯示方面有著巨大的優(yōu)勢(shì),它適合于需要快速繪圖更新、視頻或?qū)崟r(shí)交互性的操作場(chǎng)合。另外,它不僅為各種數(shù)據(jù)提供了快速可交互式的圖形顯示,同時(shí)也提供了用于快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的各種小工具,如屬性樹(shù)、流程圖等小部件,在數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
import pyqtgraph as pg
import numpy as np
import array
app = pg.mkQApp()#建立app
win = pg.GraphicsWindow()#建立窗口
win.setWindowTitle(u'pyqtgraph逐點(diǎn)畫波形圖')
win.resize(800, 500)#小窗口大小
data = array.array('d') #可動(dòng)態(tài)改變數(shù)組的大小,double型數(shù)組
historyLength = 100#橫坐標(biāo)長(zhǎng)度
p = win.addPlot()#把圖p加入到窗口中
p.showGrid(x=True, y=True)#把X和Y的表格打開(kāi)
p.setRange(xRange=[0,historyLength], yRange=[-1.2, 1.2], padding=0)
p.setLabel(axis='left', text='y / V')#靠左
p.setLabel(axis='bottom', text='x / point')
p.setTitle('y = sin(x)')#表格的名字
curve = p.plot()#繪制一個(gè)圖形
idx = 0
def plotData():
global idx#內(nèi)部作用域想改變外部域變量
tmp = np.sin(np.pi / 50 * idx)
if len(data)<historyLength:
data.append(tmp)
else:
data[:-1] = data[1:]#前移
data[-1] = tmp
curve.setData(data)
idx += 1
timer = pg.QtCore.QTimer()
timer.timeout.connect(plotData)#定時(shí)調(diào)用plotData函數(shù)
timer.start(50)#多少ms調(diào)用一次
app.exec_()

四、通過(guò)多線程實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)繪圖import pyqtgraph as pg
主要是開(kāi)了一個(gè)線程去處理串口 剩下的和上面內(nèi)容一樣 就不過(guò)多解釋了 直接上代碼
import array
import serial
import threading
import numpy as np
import time
i = 0
def Serial():
while(True):
n = mSerial.inWaiting()
if(n):
if data!=" ":
dat = int.from_bytes(mSerial.readline(1),byteorder='little') # 格式轉(zhuǎn)換
n=0
global i;
if i < historyLength:
data[i] = dat
i = i+1
else:
data[:-1] = data[1:]
data[i-1] = dat
def plotData():
curve.setData(data)
if __name__ == "__main__":
app = pg.mkQApp() # 建立app
win = pg.GraphicsWindow() # 建立窗口
win.setWindowTitle(u'pyqtgraph逐點(diǎn)畫波形圖')
win.resize(800, 500) # 小窗口大小
data = array.array('i') # 可動(dòng)態(tài)改變數(shù)組的大小,double型數(shù)組
historyLength = 200 # 橫坐標(biāo)長(zhǎng)度
a = 0
data=np.zeros(historyLength).__array__('d')#把數(shù)組長(zhǎng)度定下來(lái)
p = win.addPlot() # 把圖p加入到窗口中
p.showGrid(x=True, y=True) # 把X和Y的表格打開(kāi)
p.setRange(xRange=[0, historyLength], yRange=[0, 255], padding=0)
p.setLabel(axis='left', text='y / V') # 靠左
p.setLabel(axis='bottom', text='x / point')
p.setTitle('semg') # 表格的名字
curve = p.plot() # 繪制一個(gè)圖形
curve.setData(data)
portx = 'COM24'
bps = 19200
# 串口執(zhí)行到這已經(jīng)打開(kāi) 再用open命令會(huì)報(bào)錯(cuò)
mSerial = serial.Serial(portx, int(bps))
if (mSerial.isOpen()):
print("open success")
mSerial.write("hello".encode()) # 向端口些數(shù)據(jù) 字符串必須譯碼
mSerial.flushInput() # 清空緩沖區(qū)
else:
print("open failed")
serial.close() # 關(guān)閉端口
th1 = threading.Thread(target=Serial)#目標(biāo)函數(shù)一定不能帶()被這個(gè)BUG搞了好久
th1.start()
timer = pg.QtCore.QTimer()
timer.timeout.connect(plotData) # 定時(shí)刷新數(shù)據(jù)顯示
timer.start(50) # 多少ms調(diào)用一次
app.exec_()
效果如圖

五、與下位機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)波形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
在這里與第四階段基本相同,需要注意的是,如果收數(shù)據(jù)直接畫圖的話,波形會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。所以串口傳輸數(shù)據(jù)時(shí)使用循環(huán)隊(duì)列(先進(jìn)先出),數(shù)據(jù)來(lái)之后先進(jìn)隊(duì)列,之后再定時(shí)器調(diào)用函數(shù),出隊(duì)列,更新圖。理論上刷新數(shù)據(jù)的時(shí)間需要大于下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間,否則隊(duì)列會(huì)越來(lái)越大,而且圖的刷新不連貫。再就是有一個(gè)小問(wèn)題,因?yàn)檎也ㄓ胸?fù)值,我又沒(méi)找到很好的把Byte轉(zhuǎn)為char的方法,所以只能手動(dòng)代碼處理,先轉(zhuǎn)成int類型,再把第八位(符號(hào)位)清零,得到絕對(duì)值。然后再取負(fù),得到我們需要的數(shù)據(jù)。但發(fā)現(xiàn)Python無(wú)法進(jìn)行移位操作,python是int類型是無(wú)精度類型,不會(huì)發(fā)生溢出而進(jìn)行截取的情況,所以只能先轉(zhuǎn)為二進(jìn)制在移位,太麻煩,直接通過(guò)減去一個(gè)數(shù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。然后直接上代碼吧
import pyqtgraph as pg
import array
import serial
import threading
import numpy as np
from queue import Queue
import time
i = 0
q = Queue(maxsize=0)
def Serial():
global i;
global q;
while(True):
n = mSerial.inWaiting()
if(n):
dat = int.from_bytes(mSerial.readline(1),byteorder='little') # 格式轉(zhuǎn)換
if(dat>>7):
dat =256-dat
dat =0-dat
q.put(dat)
def plotData():
global i;
if i < historyLength:
data[i] = q.get()
i = i+1
else:
data[:-1] = data[1:]
data[i-1] = q.get()
curve.setData(data)
if __name__ == "__main__":
app = pg.mkQApp() # 建立app
win = pg.GraphicsWindow() # 建立窗口
win.setWindowTitle(u'pyqtgraph逐點(diǎn)畫波形圖')
win.resize(800, 500) # 小窗口大小
data = array.array('i') # 可動(dòng)態(tài)改變數(shù)組的大小,double型數(shù)組
historyLength = 100 # 橫坐標(biāo)長(zhǎng)度
a = 0
data=np.zeros(historyLength).__array__('d')#把數(shù)組長(zhǎng)度定下來(lái)
p = win.addPlot() # 把圖p加入到窗口中
p.showGrid(x=True, y=True) # 把X和Y的表格打開(kāi)
p.setRange(xRange=[0, historyLength], yRange=[-50, 50], padding=0)
p.setLabel(axis='left', text='y / V') # 靠左
p.setLabel(axis='bottom', text='x / point')
p.setTitle('semg') # 表格的名字
curve = p.plot() # 繪制一個(gè)圖形
curve.setData(data)
portx = 'COM25'
bps = 19200
# 串口執(zhí)行到這已經(jīng)打開(kāi) 再用open命令會(huì)報(bào)錯(cuò)
mSerial = serial.Serial(portx, int(bps))
if (mSerial.isOpen()):
dat = 0xff;
dat >> 2;
print("open success")
# 向端口些數(shù)據(jù) 字符串必須譯碼
mSerial.write("hello".encode())
mSerial.flushInput() # 清空緩沖區(qū)
else:
print("open failed")
serial.close() # 關(guān)閉端口
th1 = threading.Thread(target=Serial)
th1.start()
timer = pg.QtCore.QTimer()
timer.timeout.connect(plotData) # 定時(shí)刷新數(shù)據(jù)顯示
timer.start(1) # 多少ms調(diào)用一次
app.exec_()
以上這篇使用Python串口實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)并繪圖的例子就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了,希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
- python串口讀取數(shù)據(jù)的實(shí)例
- python 讀取串口數(shù)據(jù)的示例
- Python Serial串口基本操作(收發(fā)數(shù)據(jù))
- python 中Arduino串口傳輸數(shù)據(jù)到電腦并保存至excel表格
- Python使用線程來(lái)接收串口數(shù)據(jù)的示例
- Python 讀取串口數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)繪圖的示例
- Python3 串口接收與發(fā)送16進(jìn)制數(shù)據(jù)包的實(shí)例
- python編程調(diào)用設(shè)備串口發(fā)送數(shù)據(jù)方式
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