第4章 Python pyserial库入门：安装、枚举、开关与读写
做嵌入式通信，串口是绕不开的硬骨头。我见过不少工程师，硬件调通了，上位机却卡在串口通信上。其实Python的pyserial库就是专门干这个的——它把底层的串口操作封装得干干净净，你只需要几行代码就能收发数据。
这一章，咱们就把它彻底搞明白。
4.1 pyserial安装：别踩Python版本的坑
安装很简单，但有个细节我吃过亏。先看标准做法：
pip install pyserial如果你用的是Python 3，记得用pip3：
pip3 install pyserialpython --version
pip --version验证安装是否成功，进Python交互环境试一下：
import serial
print(serial.__version__)不报错，就说明装好了。
4.2 串口枚举：找到你的设备
插上USB转串口模块后，怎么知道它对应哪个端口？Windows上是COM3、COM4这种，Linux上是/dev/ttyUSB0或/dev/ttyAMA0。手动找太麻烦，pyserial提供了枚举函数：
import serial.tools.list_ports
ports = serial.tools.list_ports.comports()
for port in ports:
print(f"端口: {port.device}, 描述: {port.description}")输出大概长这样：
| 端口 | 描述 |
|---|---|
| COM3 | USB Serial Port (COM3) |
| /dev/ttyUSB0 | CP2102 USB to UART Bridge Controller |
我个人习惯在程序启动时先做一次枚举，把可用端口列出来让用户选。这样既避免了硬编码，也方便调试。
4.3 打开与关闭串口：参数别搞错
打开串口需要指定端口名和波特率，其他参数通常用默认值就行。但有几个参数我建议你显式设置：
import serial
ser = serial.Serial(
port='COM3', # 端口名
baudrate=115200, # 波特率
bytesize=8, # 数据位
parity='N', # 校验位：N无校验，E偶校验，O奇校验
stopbits=1, # 停止位
timeout=1 # 超时时间，单位秒
)关闭串口更简单：
ser.close()嗯，这里要注意：程序退出前一定要关串口，否则下次打开时会报“端口被占用”。我习惯用with语句自动管理：
with serial.Serial('COM3', 115200, timeout=1) as ser:
# 在这里读写
pass
# 退出with块后自动关闭4.4 读写基础操作：发什么，收什么
写数据用write，读数据用read。注意write需要传字节数据，不是字符串：
# 发送数据
ser.write(b'AT\r\n') # 发送字节串
ser.write('AT\r\n'.encode()) # 字符串转字节
# 读取数据
data = ser.read(10) # 读10个字节
line = ser.readline() # 读一行，直到换行符
all_data = ser.read_all() # 读所有可用数据实际项目中，我常用的是readline和read的组合。比如跟Modbus设备通信，先发指令，再等固定长度的回复：
ser.write(b'\x01\x03\x00\x00\x00\x01\x84\x0A')
response = ser.read(8) # Modbus RTU回复固定8字节
print(response.hex())4.5 超时设置：别让程序卡死
超时是串口通信里最容易忽略的细节。pyserial支持三种超时模式：
| 模式 | 设置方式 | 行为 |
|---|---|---|
| 无超时 | timeout=None | read会一直阻塞，直到读到指定字节数 |
| 固定超时 | timeout=1.0 | 最多等1秒，读不到就返回已读数据 |
| 非阻塞 | timeout=0 | 立即返回，不管有没有数据 |
我建议新手用固定超时，比如1秒。这样既不会卡死，也不会漏数据。看个实际例子：
ser.timeout = 2 # 设置超时2秒
data = ser.read(100)
if len(data) == 0:
print("超时了，没收到数据")
else:
print(f"收到 {len(data)} 字节: {data}")4.6 知识体系总览
下面这张图把pyserial的核心操作串起来了，你一看就明白：
说白了，pyserial就是这六个步骤：安装→枚举→打开→读写→超时控制→关闭。每一步都有坑，但只要你按这个流程走，基本不会出大问题。
4.7 实战小练习：串口回环测试
学完理论，动手试试。把USB转串口的TX和RX短接，运行下面代码：
import serial
ser = serial.Serial('COM3', 115200, timeout=1)
ser.write(b'Hello pyserial!')
response = ser.read(100)
print(f"收到: {response}")
ser.close()如果短接正确，你会看到“收到: b'Hello pyserial!'”。这就是最简单的回环测试，用来验证串口通路是否正常。我在现场调试时经常用这招，先排除硬件问题，再查协议。