本文主要目的是總結(jié)串口調(diào)試助手開發(fā)過程中遇到的問題和解決方法，以及總結(jié)通用資料以備后續(xù)參考，歡迎批評指正。

需要掌握的基礎(chǔ)內(nèi)容：

• 涉及到的python庫的基本操作
• 串口通信基礎(chǔ)
• 進(jìn)制轉(zhuǎn)換等算法問題
• python3基礎(chǔ)語言和方法

本文安排：

• python庫簡介，包括tkiner、serial
• 開發(fā)上位機(jī)過程中遇到的函數(shù)調(diào)用方式、庫方法使用方式
• 涉及具體算法需要掌握的知識基礎(chǔ)
• 其他可能用到的資料

內(nèi)容比較瑣碎，可根據(jù)目錄查看所需內(nèi)容。詳情查看所附鏈接。

文章目錄

• • • • 開發(fā)上位機(jī)用到的python庫
      • • serial簡介
        • PyQt5簡介
        • tkinter簡介
        • tkinter包含的控件
        • • mainloop的實(shí)質(zhì)
          • tkinter text
          • Scrollbar控件-添加滑動條
          • numpy
        • threading庫簡介
        • • join
      • 開發(fā)串口調(diào)試助手
      • • 串口類
        • 打包GUI程序?yàn)閑xe文件
      • 錯(cuò)誤解決
      • • 讀取串口數(shù)據(jù)時(shí)崩潰、無數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)不全
        • 丟包
        • 串口通信之?dāng)?shù)據(jù)丟失
      • python相關(guān)
      • • 為什么要加if __name __==‘__main __’：
        • 線程
        • • 并發(fā)與并行
          • 線程與進(jìn)程
          • 單線程與多線程
        • 常見異常類型
        • 重命名變量方法
        • 運(yùn)算
        • • 原碼補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換
          • python指數(shù)**
        • 數(shù)值與字符串
        • • python讀取字符串長度len()
          • python的數(shù)值與字符串區(qū)分
          • python二進(jìn)制-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換
          • python字符串轉(zhuǎn)十進(jìn)制整型
          • python截取字符串
          • python 替換字符串
          • 列表插入元素append
          • python 二維列表
          • python二維列表對應(yīng)元素相加
          • encode與decode
        • 文件
        • • 讀寫文件(txt、csv、excel)
          • 文件操作模式
        • python跨文件調(diào)用函數(shù)
        • datetime庫 獲取當(dāng)前時(shí)間
      • 實(shí)例鏈接
      • • 計(jì)算器GUI實(shí)例
        • 串口調(diào)試助手GUI實(shí)例
        • 讀取串口數(shù)據(jù)并寫入txt文件

開發(fā)上位機(jī)用到的python庫

此處僅為庫的簡介，以及實(shí)際開發(fā)上位機(jī)過程中遇到的重要的控件。

serial簡介

serial 是串口接口庫，與串口通信相關(guān)的操作都需使用。

程序中import serial 實(shí)際安裝的是pyserial庫，關(guān)于pyserial的詳細(xì)手冊鏈接和資料，可參見: python庫之pyserial用法_CSDN博客

import serial后，工程文件夾下會有serial文件夾。
serial文件夾中的serialwin32.py可以找到庫函數(shù)的定義，如果看了上面鏈接中的函數(shù)說明仍然有疑惑，可以自行查看函數(shù)定義。

這個(gè)文件里有from serial import win32
涉及到win32的，可以到Microsoft文檔中找資料，如下圖為COMSTST結(jié)構(gòu)體的說明。

PyQt5簡介

Python上位機(jī)軟件圖形界面實(shí)戰(zhàn)（2）_Funny-CSDN博客_python適合開發(fā)上位機(jī)嗎
PyQt5是用于圖形化界面設(shè)計(jì)的，僅設(shè)計(jì)界面，功能函數(shù)還需自己編寫。對界面要求不高的上位機(jī)只需用tkinter庫即可完成界面和功能的設(shè)計(jì)。

上位機(jī)圖形界面開發(fā)設(shè)計(jì)用QT Designer就可以了。但是qt designer生成的是.ui文件，我們需要將.ui轉(zhuǎn)換為我們用的py文件。

以下僅以tkinter和serial作為開發(fā)調(diào)試串口助手GUI的核心庫，此外可能會用到time庫進(jìn)行延時(shí)操作。

tkinter簡介

Graphical User Interfaces with Tk — Python 3.8.5 documentation
Python GUI 編程(Tkinter) | 菜鳥教程

tkinter庫是Tcl / Tk的Python接口，用于制作和處理圖形用戶界面（Graphical User Interface，簡稱 GUI，又稱圖形用戶接口）。

Tk / Tcl提供了與平臺無關(guān)的窗口工具箱，使用tkinter軟件包及其擴(kuò)展名tkinter.tix和tkinter.ttk模塊的Python程序員可以使用該工具箱。

tkinter包是Tcl / Tk之上的面向?qū)ο髮印Ｒ褂胻kinter，您無需編寫Tcl代碼，但您需要查閱Tk文檔，有時(shí)還需要查閱Tcl文檔。 tkinter是一組將Tk小部件實(shí)現(xiàn)為Python類的包裝器。另外，內(nèi)部模塊_tkinter提供了線程安全機(jī)制，該機(jī)制允許Python和Tcl進(jìn)行交互。

tkinter的主要優(yōu)點(diǎn)是速度快，并且通常與Python捆綁在一起。盡管其標(biāo)準(zhǔn)文檔weak，但仍然可以找到不錯(cuò)的材料，其中包括：參考資料，教程，書籍等。但是，您可能會對許多其他GUI庫感興趣，有關(guān)替代方法的更多信息，請參見“其他圖形用戶界面包”。

注意，不同版本的python調(diào)用庫的名稱不同。

#!/usr/bin/python3import tkinter # 創(chuàng)建Tk top = tkinter.Tk() # 進(jìn)入消息循環(huán) top.mainloop() #!/usr/bin/python2 # -*- coding: UTF-8 -*-import Tkinter # 創(chuàng)建Tk top = Tkinter.Tk() # 進(jìn)入消息循環(huán) top.mainloop()

tkinter包含的控件

Python GUI之tkinter窗口視窗教程大集合 - 洪衛(wèi) - 博客園
控件介紹和基本操作見鏈接。

Tkinter支持16個(gè)核心的窗口部件，這個(gè)16個(gè)核心窗口部件類簡要描述如下：

控件功能

Button	一個(gè)簡單的按鈕，用來執(zhí)行一個(gè)命令或別的操作。
Canvas	組織圖形。這個(gè)部件可以用來繪制圖表和圖，創(chuàng)建圖形編輯器，實(shí)現(xiàn)定制窗口部件。
Checkbutton	代表一個(gè)變量，它有兩個(gè)不同的值。點(diǎn)擊這個(gè)按鈕將會在這兩個(gè)值間切換。
Entry	文本輸入域。
Frame	一個(gè)容器窗口部件。幀可以有邊框和背景，當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用程序或dialog(對話）版面時(shí)，幀被用來組織其它的窗口部件。
Label	顯示一個(gè)文本或圖象。
Listbox	顯示供選方案的一個(gè)列表。listbox能夠被配置來得到radiobutton或checklist的行為。
Menu	菜單條。用來實(shí)現(xiàn)下拉和彈出式菜單。
Menubutton	菜單按鈕。用來實(shí)現(xiàn)下拉式菜單。
Message	顯示一文本。類似label窗口部件，但是能夠自動地調(diào)整文本到給定的寬度或比率。
Radiobutton	代表一個(gè)變量，它可以有多個(gè)值中的一個(gè)。點(diǎn)擊它將為這個(gè)變量設(shè)置值，并且清除與這同一變量相關(guān)的其它radiobutton。
Scale	允許你通過滑塊來設(shè)置一數(shù)字值。
Scrollbar	為配合使用canvas, entry, listbox, and text窗口部件的標(biāo)準(zhǔn)滾動條。
Text	格式化文本顯示。允許你用不同的樣式和屬性來顯示和編輯文本。同時(shí)支持內(nèi)嵌圖象和窗口。
Toplevel	一個(gè)容器窗口部件，作為一個(gè)單獨(dú)的、最上面的窗口顯示。
messageBox	消息框，用于顯示你應(yīng)用程序的消息框。(Python2中為tkMessagebox)

注意在Tkinter中窗口部件類沒有分級；所有的窗口部件類在樹中都是兄弟關(guān)系。

所有這些窗口部件提供了Misc和幾何管理方法、配置管理方法和部件自己定義的另外的方法。此外，Toplevel類也提供窗口管理接口。這意味一個(gè)典型的窗口部件類提供了大約150種方法。

mainloop的實(shí)質(zhì)

mainloop()是tkinker的界面初始化完成后，開啟界面及其調(diào)度管理功能的函數(shù)。用戶只需按照庫中已有的方法編寫好所需的功能和界面，再執(zhí)行mainloop，就可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的程序開發(fā)過程。

以下偽代碼說明了其實(shí)質(zhì)：鏈接

def mainloop():while the main window has not been closed:if an event has occurred:run the associated event handler function

只要GUI還在屏幕上，mainloop調(diào)用就不會返回執(zhí)行代碼。

tkinter text

text：Python - Tkinter Text - Tutorialspoint

上面的鏈接中介紹了tkinter庫中的關(guān)于文本text的屬性、方法等。需要GUI顯示多行文字時(shí)使用，常見的應(yīng)用是顯示輸出數(shù)據(jù)、顯示輸入文字等。下面是關(guān)于方法的截圖，insert用于在文本中添加內(nèi)容，see用于選擇GUI上顯示的位置。

text在GUI上長這樣：

Scrollbar控件-添加滑動條

Tkinter 組件詳解（九）：Scrollbar_一只沒有腳的豬的博客-CSDN博客
Scrollbar 組件通常與 Text 組件、Canvas 組件和 Listbox 組件一起使用，水平滾動條還能跟 Entry 組件配合。

text控件默認(rèn)沒有滑動條，所以當(dāng)文本內(nèi)容超出窗口大小時(shí)不能判斷內(nèi)容的多少和位置，很不方便。下面是scrollbar和text一起使用的例子。

如果只有一個(gè)滑動條，還可以綁定鼠標(biāo)滾輪和滑動條(綁定后鼠標(biāo)即使不點(diǎn)擊選中窗口，滑動滾輪也可以翻頁)

# 給text添加滑動條：# 設(shè)置滑動條，設(shè)置其位置st = tkinter.Scrollbar(self.mainwin) # 在text旁邊加# st.pack(side=tkinter.RIGHT, fill=tkinter.Y) # 在整個(gè)窗口旁邊加滑動條# textself.SendDataView = ScrolledText(self.mainwin, width=60, height=3,font=("宋體", 10)) # text實(shí)際上是一個(gè)文本編輯器self.SendDataView.place(x=230, y=35) # 顯示# 在text右邊添加滑動條self.SendDataView.focus_set() # 不知何用？st.config(command=self.SendDataView.yview)# 綁定鼠標(biāo)滾輪和滑動條# self.mainwin.bind("<MouseWheel>", self._on_mousewheel)

鏈接

numpy

Python、Numpy 教程 | NumPy 中文

threading庫簡介

手冊(全英文)：threading — Thread-based parallelism — Python 3.8.5 documentation

threading：Python 3 之后的線程模塊，提供了功能豐富的多線程支持，推薦使用。

Python 主要通過兩種方式來創(chuàng)建線程：(鏈接)

• 使用 threading 模塊中 Thread 類的構(gòu)造器創(chuàng)建線程。即直接對類 threading.Thread 進(jìn)行實(shí)例化創(chuàng)建線程，并調(diào)用實(shí)例化對象的 start() 方法啟動線程。
• 繼承 threading 模塊中的 Thread 類創(chuàng)建線程類。即用 threading.Thread 派生出一個(gè)新的子類，將新建類實(shí)例化創(chuàng)建線程，并調(diào)用其 start() 方法啟動線程。

線程需要手動啟動才能運(yùn)行，threading 模塊提供了 start() 方法用來啟動線程。

import threadingdef t_receive():# 接收...def t_save():# 保存...# 創(chuàng)建線程 t1 = threading.Thread(target=t_receive) t2 = threading.Thread(target=t_save)# 設(shè)置t2為守護(hù)線程，即服務(wù)程序 t2.setDaemon(True)# 開啟線程 t1.start() t2.start()# 線程占用CPU直至死亡 t1.join() t2.join()

代碼鏈接

join

join() 方法的功能是在程序指定位置，優(yōu)先讓該方法的調(diào)用者使用 CPU 資源。該方法的語法格式如下：

thread1.join( [timeout] )

其中，thread1 為 thread 類或其子類的實(shí)例化對象；timeout 參數(shù)作為可選參數(shù)，其功能是指定 thread 線程最多可以霸占 CPU 資源的時(shí)間（以秒為單位），如果省略，則默認(rèn)直到 thread 執(zhí)行結(jié)束（進(jìn)入死亡狀態(tài)）才釋放 CPU 資源。

開發(fā)串口調(diào)試助手

背景知識(新手入門)：
關(guān)于串口上位機(jī)編程你需掌握的背景知識_Robert Zhang-CSDN博客
哈嘍，上位機(jī)（上位機(jī)開發(fā)指南）_Robert Zhang_robert_cysy-CSDN博客

基本過程：

• 完成所需功能（選擇串口、選擇波特率、發(fā)送、接收、顯示、輸出結(jié)果到文件）
• 設(shè)計(jì)界面（文本、按鈕、選項(xiàng)框、大小、位置、顏色）
• 連接功能函數(shù)和界面
• 測試，解決bug
• 封裝，打包為exe文件等等

代碼重點(diǎn)參考：
python實(shí)現(xiàn)串口通訊小程序(GUI界面)_明志的博客-CSDN博客_pycharm 開發(fā)串口

上位機(jī)開發(fā)工具對比：
原來這才是大家常用的上位機(jī)開發(fā)平臺_Robert Zhang-CSDN博客

下面只總結(jié)一些具體的方法和代碼。

串口類

定義串口處理類，后續(xù)操作可直接調(diào)用。

import serial import serial.tools.list_ports# 串口處理類 class SerialAchieve:def __init__(self, band=3000000, check="無校驗(yàn)位", data=8, stop=1):self.port = None# 獲取可用串口self.port_list = list(serial.tools.list_ports.comports())assert (len(self.port_list) != 0), "無可用串口"self.bandRate = bandself.checkbit = checkself.databit = dataself.stopbit = stop# 讀寫的數(shù)據(jù)self.read_data = Noneself.write_data = Nonepassdef show_port(self):for i in range(0, len(self.port_list)):print(self.port_list[i])def show_other(self):print("波特率：" + self.bandRate)print("校驗(yàn)位：" + self.checkbit)print("數(shù)據(jù)位：" + self.databit)print("停止位：" + self.stopbit)# 返回串口def get_port(self):return self.port_list# 打開串口def open_port(self, port):self.port = serial.Serial(port, self.bandRate, timeout=1) # timeout=None# 關(guān)閉串口def delete_port(self):if self.port != None:self.port.close()print("關(guān)閉串口完成")else:passdef Read_data(self): # self.port.read(self.port.in_waiting) 表示全部接收串口中的數(shù)據(jù)self.read_data = self.port.read(self.port.in_waiting) # 讀取數(shù)據(jù)return self.read_data.decode("utf-8")def Write_data(self, data):if self.port.isOpen() == False:print("串口打開錯(cuò)誤")else:self.port.write(data.encode("utf-8")) # 返回的是寫入的字節(jié)數(shù)# 主類 class MainSerial:def __init__(self):# 定義串口變量self.port = Noneself.band = Noneself.check = Noneself.data = Noneself.stop = Noneself.myserial = None# 創(chuàng)建串口對象self.myserial = SerialAchieve(int(self.band), self.check, self.data, self.stop)# 處理串口值self.port_list = self.myserial.get_port()port_str_list = [] # 用來存儲切割好的串口號for i in range(len(self.port_list)):# 將串口號切割出來lines = str(self.port_list[i])str_list = lines.split(" ")port_str_list.append(str_list[0])# 主函數(shù) if __name__ == '__main__':my_ser1 = MainSerial()my_ser1.show()

打包GUI程序?yàn)閑xe文件

如果要脫離python環(huán)境使用，則需要將寫好gui的python3的py文件打包成exe程序。

鏈接：

python3項(xiàng)目打包成exe可執(zhí)行程序 - 測試一枝花 - 博客園

怎么把python代碼打包成exe文件-百度經(jīng)驗(yàn)

步驟（詳細(xì)步驟見鏈接）：

在命令窗口安裝pyinstaller庫

在命令窗口切換到打包程序目錄
例：需要打包程序目錄為：D:\automation\autotest_tool\interface_param_change_tool
切換指令：cd D:\automation\autotest_tool\interface_param_change_tool

打包文件，pyinstaller -F xxx.py（xxx.py，打包的文件）
例：需要打包的python程序?yàn)?#xff1a;runner.py
指令：pyinstaller -F runner.py

檢查是否成功，到打包文件目錄查看打包好的程序，并執(zhí)行
打包成功后項(xiàng)目中新增dist文件，進(jìn)入dist文件，點(diǎn)擊運(yùn)行打包好的exe程序

錯(cuò)誤解決

讀取串口數(shù)據(jù)時(shí)崩潰、無數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)不全

python-在Python3.7的環(huán)境下，每次都是執(zhí)行到serial.read()就卡住了。——CSDN問答頻道

上位機(jī)崩潰（不斷輸出，鼠標(biāo)點(diǎn)擊后無響應(yīng)）。
可能是由于陷入死循環(huán)中，阻塞了，不能進(jìn)行其他操作。可檢查讀取串口的函數(shù)，看看是不是無限循環(huán)，無法退出。還可能是要讀取的數(shù)據(jù)太多了，超出緩存區(qū)大小。
解決：增加退出條件，或建立線程（需要操作系統(tǒng)相關(guān)知識）。
關(guān)于超出緩存的問題，可參考下面鏈接關(guān)于緩存區(qū)大小和解決思路的討論：
串口一次最大能接收多少字節(jié)-CSDN論壇

上位機(jī)要接收兩次才能將下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)顯示完全。

• 緩沖區(qū)決定一次接收數(shù)據(jù)大小。
• 一般串口硬件只有1個(gè)字節(jié)緩沖，其他都是系統(tǒng)自己的內(nèi)存做暫存緩沖的，而且一般不會很大。最好自己設(shè)置一個(gè)內(nèi)存，多少取決于你的內(nèi)存大小，中斷消息處理串口數(shù)據(jù)，存到自己的緩沖區(qū)，等到字節(jié)到了你需要的，再從緩沖區(qū)讀出。這樣就非常靈活了。鏈接

接收數(shù)據(jù)，但無數(shù)據(jù)顯示。
首先排除單片機(jī)確實(shí)無數(shù)據(jù)發(fā)送的情況，再考慮是否由于沒有增加延時(shí)，導(dǎo)致緩存區(qū)里沒有儲存到單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
解決：在讀取串口數(shù)據(jù)之前增加延時(shí)語句。延時(shí)可import time，使用time庫中的time.sleep(sec)，參數(shù)單位為秒。

補(bǔ)充：

• serial.iswaiting啟動接收，并返回接收數(shù)據(jù)的長度，然后用read(n)將這指定的數(shù)據(jù)讀出來。但現(xiàn)實(shí)中的問題是兩者的中間需要加延時(shí)（根據(jù)波特率計(jì)算發(fā)送內(nèi)容所需的時(shí)間，這樣就不會出現(xiàn)延時(shí)過短讀出的不全；延時(shí)時(shí)間長了就會出現(xiàn)前后幀發(fā)出的內(nèi)容重合到一起），此外如果需要判斷什么時(shí)候串口不活動，可以再serial.iswaiting一直延時(shí)（超過幾個(gè)字符的傳送時(shí)間，軟件延時(shí)計(jì)數(shù)器累加），而在循環(huán)體外將計(jì)數(shù)器清零，在累計(jì)的幾個(gè)字符時(shí)間接受的數(shù)據(jù)長度還為0則認(rèn)為通訊結(jié)束。鏈接

數(shù)據(jù)不全，有數(shù)據(jù)顯示，但缺少了內(nèi)容。
可能是單片機(jī)發(fā)送的時(shí)間長，延時(shí)時(shí)間比數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間短，所以緩存中內(nèi)容只有顯示的那些數(shù)據(jù)。還可能是由于接受串口數(shù)據(jù)晚了，單片機(jī)發(fā)的數(shù)據(jù)沒及時(shí)存到緩存里。還可能是由于接收及顯示期間有中斷打斷該過程，執(zhí)行完畢后經(jīng)過一段時(shí)間，等到返回原程序處時(shí)已不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接收和顯示的功能。
解決：延時(shí)時(shí)間加長（延時(shí)期間不能進(jìn)行操作，為阻塞狀態(tài)，不推薦），或考慮中斷返回后進(jìn)行判斷，進(jìn)一步處理，或建立多線程。

丟包

網(wǎng)絡(luò)丟包：
什么是丟包，為什么會丟包 - 知乎

數(shù)據(jù)丟包：
下位機(jī)、PC都有能力高速發(fā)送或接受數(shù)據(jù)，但過高的傳輸速率（高波特率）意味著，中間的傳輸線路一旦受到干擾更容易發(fā)生電平不能及時(shí)轉(zhuǎn)換的問題。從幫助理解的角度，可以將數(shù)據(jù)看作一位一位的0/1組成的值，傳輸本身是高低電平的轉(zhuǎn)換，高電平代表1，低電平代表0。
數(shù)據(jù)丟包的原因：噪聲干擾、強(qiáng)磁場環(huán)境
間接原因：波特率過高，更易出錯(cuò)
解決：盡量在滿足應(yīng)用速度要求的前提下，低速率傳輸；采用可靠的協(xié)議；保持硬件穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)顯示不全與數(shù)據(jù)丟包要區(qū)分開，丟包是在傳輸途中出現(xiàn)問題，顯示不全可能是由于丟包，也可能是由于上位機(jī)程序邏輯編寫錯(cuò)誤，或者單線程且處理數(shù)據(jù)緊接在接收數(shù)據(jù)之后，導(dǎo)致處理數(shù)據(jù)時(shí)接收值未顯示，而下次顯示時(shí)緩存中已被新數(shù)據(jù)覆蓋等等。

串口通信之?dāng)?shù)據(jù)丟失

串口通信丟失數(shù)據(jù)結(jié)局方案——C#_紫冰寒寞的專欄-CSDN博客_serialport 字符缺失

串口通信的一般思路是：先接收數(shù)據(jù)，然后處理數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)處理之后再次等待接收新的數(shù)據(jù)。但這種方法的缺點(diǎn)是，在串口高速率大信息量通信時(shí)，會出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)的情況。

丟失數(shù)據(jù)的原因是數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理再同一個(gè)線程中，如果數(shù)據(jù)處理的時(shí)間太長，則來不及接收的數(shù)據(jù)只能暫存在緩存中。因此，一旦緩存滿了，新到的數(shù)據(jù)就會沖刷掉未來得及接收的數(shù)據(jù)，從而造成數(shù)據(jù)的丟失。因此，只是增加緩存的容量不能解決數(shù)據(jù)丟失的根本問題。

解決思路：

• 數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)處理分別放在兩個(gè)線程中進(jìn)行；
• 數(shù)據(jù)接收線程：接收數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)池中；
• 數(shù)據(jù)處理線程：從數(shù)據(jù)池中讀取數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)；

注意：

• 由于兩個(gè)線程可能會同時(shí)訪問數(shù)據(jù)池，因此為了使數(shù)據(jù)接收得到最快的響應(yīng)，最好不選用數(shù)組結(jié)構(gòu)，而是選用隊(duì)列Queue作為數(shù)據(jù)池的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

隊(duì)列在順序存儲方面非常有用。數(shù)據(jù)對象在隊(duì)列的一段插入，另一端移除。當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)訪問隊(duì)列時(shí)，一個(gè)線程負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存入，另一個(gè)線程只負(fù)責(zé)操作數(shù)讀取，就會提高程序的運(yùn)行效率。

為何丟失數(shù)據(jù)量的大小不確定？
舉個(gè)例子，如果是由于單線程進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，那么處理數(shù)據(jù)期間就不能讀取，緩存區(qū)若溢出，則會被覆蓋。如果處理數(shù)據(jù)的操作和量是固定的，按道理會丟失定量的數(shù)據(jù)，但實(shí)際上緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量不一定，處理的數(shù)據(jù)量也不一定，讀取的速度也有不確定性，所以丟失的數(shù)據(jù)量也不會是恒定的。

如果讀取足夠快，或者次數(shù)足夠少，能夠不影響數(shù)據(jù)繼續(xù)寫入緩存區(qū)，那么就能讀取完整的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量等于發(fā)送量。

python相關(guān)

為什么要加if __name __==‘__main __’：

不寫也可以啟動，但最好加上，因?yàn)閕f __ name __ == ’ __ main __’的意思是：當(dāng).py文件被直接運(yùn)行時(shí)，if __ name __ == ’ __ main __’之下的代碼塊將被運(yùn)行；當(dāng).py文件以模塊形式被導(dǎo)入時(shí)，if __ name __ == ’ __ main __’之下的代碼塊不被運(yùn)行。

一些功能由于比較復(fù)雜，往往需要多人開發(fā)，一個(gè)python程序?qū)?yīng)一個(gè)功能，為便于測試，每個(gè)功能程序下都有一個(gè)主函數(shù)。在主程序中，只需import功能程序所在文件，就可以調(diào)用功能py程序的函數(shù)（關(guān)于如何跨文件調(diào)用函數(shù)見本文目錄）。為了保證功能文件中的主函數(shù)不被導(dǎo)入到主函數(shù)中，就需要注釋掉每個(gè)功能程序中的主函數(shù)，這十分的麻煩。因此python提供了if __name __==‘__main __’：條件，只要編寫主函數(shù)時(shí)均在此條件下編寫，就可以保證運(yùn)行哪個(gè)程序就用哪個(gè)主函數(shù)。

來自鏈接：https://blog.csdn.net/qq_25939803/article/details/98038106

線程

python多線程詳解 - luyuze95 - 博客園
鏈接目錄：

python多線程詳解一、線程介紹 什么是線程 為什么要使用多線程 二、線程實(shí)現(xiàn) threading模塊 自定義線程 守護(hù)線程 主線程等待子線程結(jié)束 多線程共享全局變量 互斥鎖 遞歸鎖 信號量（BoundedSemaphore類) 事件（Event類） 三、GIL（Global Interpreter Lock）全局解釋器鎖

并發(fā)與并行

幾乎所有的操作系統(tǒng)都支持同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)通常是一個(gè)程序，每一個(gè)運(yùn)行中的程序就是一個(gè)進(jìn)程，即進(jìn)程是應(yīng)用程序的執(zhí)行實(shí)例。現(xiàn)代的操作系統(tǒng)幾乎都支持多進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。

• 并行指在同一時(shí)刻有多條指令在多個(gè)處理器（多核處理器）上同時(shí)執(zhí)行
• 并發(fā)是指在同一時(shí)刻只能有一條指令執(zhí)行，但多個(gè)進(jìn)程指令被快速輪換執(zhí)行，使得在宏觀上具有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行的效果。

線程與進(jìn)程

首先需要強(qiáng)調(diào)的是，線程和進(jìn)程對于開發(fā)一般的上位機(jī)串口助手不是必須的，尤其是對于操作系統(tǒng)不夠了解的新手來說，使用線程需要補(bǔ)充很多基礎(chǔ)知識，較為耗時(shí)。

對于一個(gè) CPU 而言，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)它只能執(zhí)行一個(gè)程序。也就是說，只能運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，CPU 不斷地在這些進(jìn)程之間輪換執(zhí)行。那么，為什么用戶感覺不到任何中斷呢？

這是因?yàn)橄鄬θ说母杏X來說，CPU 的執(zhí)行速度太快了（如果啟動的程序足夠多，則用戶依然可以感覺到程序的運(yùn)行速度下降了）。所以，雖然 CPU 在多個(gè)進(jìn)程之間輪換執(zhí)行，但用戶感覺到好像有多個(gè)進(jìn)程在同時(shí)執(zhí)行。

單線程與多線程

Python進(jìn)程和線程（包含兩者區(qū)別）

• 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程里只有一個(gè)線程時(shí)，叫作單線程。
• 一個(gè)進(jìn)程里超過一個(gè)線程就叫作多線程。

線程是進(jìn)程的組成部分，一個(gè)進(jìn)程可以擁有多個(gè)線程。在多線程中，會有一個(gè)主線程來完成整個(gè)進(jìn)程從開始到結(jié)束的全部操作，而其他的線程會在主線程的運(yùn)行過程中被創(chuàng)建或退出。

當(dāng)進(jìn)程被初始化后，主線程就被創(chuàng)建了，對于絕大多數(shù)的應(yīng)用程序來說，通常僅要求有一個(gè)主線程，但也可以在進(jìn)程內(nèi)創(chuàng)建多個(gè)順序執(zhí)行流，這些順序執(zhí)行流就是線程。

每個(gè)線程必須有自己的父進(jìn)程，且它可以擁有自己的堆棧、程序計(jì)數(shù)器和局部變量，但不擁有系統(tǒng)資源，因?yàn)樗透高M(jìn)程的其他線程共享該進(jìn)程所擁有的全部資源。線程可以完成一定的任務(wù)，可以與其他線程共享父進(jìn)程中的共享變量及部分環(huán)境，相互之間協(xié)同完成進(jìn)程所要完成的任務(wù)。

線程的運(yùn)行是搶占式的，也就是說，當(dāng)前運(yùn)行的線程在任何時(shí)候都可能被掛起，以便另外一個(gè)線程可以運(yùn)行。

多線程也是并發(fā)執(zhí)行的，即同一時(shí)刻，Python 主程序只允許有一個(gè)線程執(zhí)行，這和全局解釋器鎖有關(guān)系，后續(xù)會做詳細(xì)介紹。

一個(gè)線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個(gè)線程，同一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間可以并發(fā)運(yùn)行。

從邏輯的角度來看，多線程存在于一個(gè)應(yīng)用程序中，讓一個(gè)應(yīng)用程序可以有多個(gè)執(zhí)行部分同時(shí)執(zhí)行，但操作系統(tǒng)無須將多個(gè)線程看作多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，對多線程實(shí)現(xiàn)調(diào)度和管理以及資源分配，線程的調(diào)度和管理由進(jìn)程本身負(fù)責(zé)完成。

常見異常類型

Python 常見異常類型 - Bactiy - 博客園
python 異常類型_Lapland的博客-CSDN博客

異常處理：
python中的異常及幾種常見異常_棠牧師的博客-CSDN博客

try: 功能，應(yīng)該做什么
except: 若有異常，做什么

重命名變量方法

右鍵變量名稱-> Refactor-> Rename
直接重命名所有同名變量。

運(yùn)算

原碼補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換

代碼：
python——原碼轉(zhuǎn)補(bǔ)碼_cherry1307的博客-CSDN博客_python原碼轉(zhuǎn)補(bǔ)碼

• 源碼轉(zhuǎn)補(bǔ)碼或補(bǔ)碼轉(zhuǎn)源碼都可用同一步驟實(shí)現(xiàn)
• 何時(shí)轉(zhuǎn)換：有符號型二進(jìn)制數(shù)且符號位為1時(shí)才需要轉(zhuǎn)換
• 轉(zhuǎn)換步驟：除最高位1外，其余位取反得到反碼，反碼加1得補(bǔ)碼或原碼。
• 代碼：見上面的鏈接，親測可用，感謝博主

python指數(shù)**

例：求次方、根號、倒數(shù)

# 2的立方 print(2**3) # 8# 9開二次方根 print(9**(1/2)) # 3.0# 2平方的倒數(shù) print(2**(-2)) # 0.25

數(shù)值與字符串

python讀取字符串長度len()

len()的參數(shù)只能是字符串類型。

例：

print(len('0b10001')) # 7

python的數(shù)值與字符串區(qū)分

‘10001’：字符串
10001：十進(jìn)制
‘0b10001’：字符串
0b10001：二進(jìn)制

print(bin(17))顯示0b10001，沒問題。
不過，print(0b10001)顯示的是十進(jìn)制17，而不是0b10001，有人知道這是為什么嗎？

若有誤，歡迎指正留言。

python二進(jìn)制-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換

python十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，八進(jìn)制_qq_37178232的博客-CSDN博客_十進(jìn)制6轉(zhuǎn)二進(jìn)制的計(jì)算過程python

十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制：
bin()函數(shù)，例子：17的二進(jìn)制數(shù)是10001，bin(17)為0b10001
bin函數(shù)得到二進(jìn)制字符串

def mybin(a):#自定義函數(shù)去除系統(tǒng)自帶的多余0bb=bin(a) # a為int型整數(shù)17，bin(a)為0b10001b=b.replace('0b','') # 用空字符替代0bprint(b)mybin(17) # 結(jié)果 10001

注意：bin轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制默認(rèn)最高位為1，高位的0會被去除，即0b類型。
注意：replace() 不會改變原 string 的內(nèi)容，要想改變需要重新賦值給原string。

二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制：
注意：bin()轉(zhuǎn)換的結(jié)果是字符串，不能直接用int()轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制整型，只有去除0b才可以，因?yàn)樽帜覆荒苻D(zhuǎn)換為int。

print(int(0b10001)) # 輸出17# b=bin(7) # print(int(b)) # ValueError: invalid literal for int() with base 10: '0b10001'

注意：默認(rèn)在int()中轉(zhuǎn)換的是無符號原碼，若有符號位要自行去除符號位并根據(jù)情況乘以-1（符號位為1，則需將除去符號位的原碼轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制后再乘以-1）；若為補(bǔ)碼，要自行判斷是否需要轉(zhuǎn)換為原碼（正數(shù)的原碼等于補(bǔ)碼）。

注意：要判斷二進(jìn)制位數(shù)是否有缺，尤其對于有符號位的二進(jìn)制，若缺位，容易將本來符號位為0的正數(shù)當(dāng)作符號位為1的負(fù)數(shù)處理。（字符串補(bǔ)零用str.zfill(n)，將str數(shù)組總位數(shù)補(bǔ)到n位）

啰嗦一句，位數(shù)不夠或無符號位，就可以直接轉(zhuǎn)換；有符號位且位數(shù)齊全且符號位為1，則必須注意上述提醒。

python字符串轉(zhuǎn)十進(jìn)制整型

Python進(jìn)制轉(zhuǎn)換和補(bǔ)零_iridescent_mian的博客-CSDN博客_python hex 補(bǔ)0
(各種進(jìn)制轉(zhuǎn)換和類型轉(zhuǎn)換詳見鏈接)

從文檔中讀取的數(shù)據(jù)可能是string格式，運(yùn)算時(shí)需要轉(zhuǎn)化為可以計(jì)算的數(shù)值

注意：str字符串不能直接強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，要先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制后再轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。

str = "12345" num = int(str) # 轉(zhuǎn)為整型12345# num_bin = bin(str) # TypeError: 'str' object cannot be interpreted as an integer

非數(shù)值字符串不能轉(zhuǎn)換，會報(bào)錯(cuò)。

python截取字符串

python按照指定字符或者長度 截取字符串 - pager - 博客園

截取字符串可以按照給定截取字符位置的方式截取：

如，a為一個(gè)字符串，則
a[0] 為字符串a(chǎn)從左往右數(shù)第1個(gè)字符
a[:1]為字符串a(chǎn)從左往右數(shù)第1個(gè)字符
a[1:]為字符串a(chǎn)從左往右數(shù)從第2個(gè)字符開始的所有字符
a[-1:]為字符串a(chǎn)從右往左數(shù)第1個(gè)字符
a[:-1]為字符串a(chǎn)從右往左數(shù)第2個(gè)字符開始的所有字符（順序不變）

例：

a = "Hello"print "a[1:4] 輸出結(jié)果：", a[1:4] #結(jié)果 ell print "a[:4] 輸出結(jié)果：", a[:4] #結(jié)果 Hell print "a[1:] 輸出結(jié)果：", a[1:] #結(jié)果 ello print "a[-1:] 輸出結(jié)果：", a[-1:] #結(jié)果o print "a[:-1] 輸出結(jié)果：", a[:-1] #結(jié)果Hell

截取字符串也可以按照給定截取字符標(biāo)志的方式截取：
即根據(jù)特定字符為界，截取特定字符之前或之后的字符串。

例：

a = "Hello" symbol = 'e' # 截取字符標(biāo)志# 截取e字符左半部分 a_l = a[:a.index(symbol)] # 截取e字符右半部分，包括e a_r = a[a.index(symbol):]print(a_l) #結(jié)果 H print(a_r) #結(jié)果 ello

注：截取字符標(biāo)志也可以是’\t’等符號。

python 替換字符串

temp_str = 'this is a test' print(temp_str.replace('is','IS') print(temp_str) # 輸出 # thIS IS a test # this is a testtemp_str = temp_str.replace('is','IS') print(temp_str) # 輸出 # thIS IS a test

注意：replace() 不會改變原 string 的內(nèi)容，要想改變需要重新賦值給原string。

列表插入元素append

python中沒有數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以用列表代替。

列表的聲明：

# 聲明一個(gè)空列表 a = [] # 聲明一個(gè)列表 b = ['3', '4']

插入元素：

# 創(chuàng)建列表并增加元素 a = ['!3'] a.append('a') a.append('bc') a.append('123') print(a) # ['!3', 'a', 'bc', '123']# 將第4個(gè)元素切片（截取） a[3] = a[3][2:] print(a) # ['!3', 'a', 'bc', '3']

python 二維列表

# 聲明一維列表 list1 = []# 聲明二維列表list1，list1含1個(gè)列表元素 list1.append([]) list1[0].append('1') list1[0].append(2) # 聲明二維列表list1，list1含2個(gè)列表元素 list1.append([]) list1[1].append('3') list1[1].append('4') # 聲明二維列表list1，list1含3個(gè)列表元素 list1.append([]) list1[2].append('567')print(len(list1)) print(list1) print(str(list1)) print(int(list1[2][0]))# 結(jié)果： # 3 # [['1', 2], ['3', '4'], ['567']] # [['1', 2], ['3', '4'], ['567']] # 567

python二維列表對應(yīng)元素相加

Python之list對應(yīng)元素求和的方法_python_腳本之家
方法1：直接用for循環(huán)相加
方法2：用numpy模塊定義數(shù)組，數(shù)組1+數(shù)組2
方法3：用numpy模塊定義數(shù)組，用sum()函數(shù)

import numpy as np a = np.array([1,2,3]) b = np.array([2,3,4]) c = np.array([3,4,5])# 方法2 print(a+b+c) # a+b+c后的類型為numpy.ndarray # 輸出 # [ 6 9 12]# 方法3 print(np.sum([a,b,c], axis = 0)) # axis = 0：縱向求和 # 輸出 # [ 6 9 12]

encode與decode

decode的作用是將其他編碼的字符串轉(zhuǎn)換成Unicode編碼，如str1.decode(‘gb2312’)，表示將gb2312編碼的字符串str1轉(zhuǎn)換成Unicode編碼。

encode的作用是將unicode編碼轉(zhuǎn)換成其他編碼的字符串，如str2.encode(‘gb2312’)，表示將Unicode編碼的字符串str2轉(zhuǎn)換成gb2312編碼。

str1.decode(‘utf-8’)：將utf-8編碼的字符串str1轉(zhuǎn)換成Unicode編碼。

文件

讀寫文件(txt、csv、excel)

Python讀寫文件（csv、txt、excel） - 簡書
讀寫均由open()實(shí)現(xiàn)，結(jié)束后要close()關(guān)閉文件。

例：讀text文件

# 以讀的模式打開文件 f = open('C:/Users/Administrator/Desktop/output.txt', mode='r')# 讀取數(shù)據(jù)，讀取方式有三種 ftext1 = f.read() # 一次性讀取完成 ftext2 = f.readlines() # 同上 ftext3 = f.readline() # 只讀取1行# 關(guān)閉 f.close()

例：寫text文件

# 以寫的模式打開文件 f = open('C:/Users/Administrator/Desktop/input.txt', mode='w')# 寫入數(shù)據(jù) ftext1 = f.write('hello!') # 一次性讀取完成# 關(guān)閉 f.close()

with open ：
由于文件讀寫時(shí)都有可能產(chǎn)生IOError，一旦出錯(cuò)，后面的f.close()就不會調(diào)用。所以，為了保證無論是否出錯(cuò)都能正確地關(guān)閉文件，我們可以使用try … finally來實(shí)現(xiàn)，但是每次都這么寫實(shí)在太繁瑣，所以，Python引入了with語句來自動幫我們調(diào)用close()方法：

with open('/path/to/file', 'r') as f:print(f.read())

補(bǔ)充：Python 將數(shù)據(jù)寫入文件(txt、csv、excel)_菲宇運(yùn)維-CSDN博客

文件操作模式

'w’模式下，每次寫入都會覆蓋原內(nèi)容，若不想覆蓋原內(nèi)容，則用’a’模式。

python跨文件調(diào)用函數(shù)

python 一個(gè).py文件如何調(diào)用另一個(gè).py文件中的類和函數(shù)_winycg的博客-CSDN博客_python 引用另一個(gè)py文件
親測可行，感謝博主

datetime庫 獲取當(dāng)前時(shí)間

python獲取當(dāng)前時(shí)間的用法 - 七月曉曉翁 - 博客園

datetime.datetime.now()

import datetime t_name = datetime.datetime.strftime(datetime.datetime.now(), '%m%d_%M:%S') print(t_name) # 0727_31:12

實(shí)例鏈接

計(jì)算器GUI實(shí)例

python帶界面的計(jì)算器_qq_24624539的博客-CSDN博客_python計(jì)算器
可供小白學(xué)習(xí)快速熟悉python開發(fā)GUI。

串口調(diào)試助手GUI實(shí)例

python實(shí)現(xiàn)串口通訊小程序(GUI界面)_明志的博客-CSDN博客_pycharm 開發(fā)串口
該實(shí)例能夠滿足最基礎(chǔ)的串口調(diào)試功能，發(fā)送命令和接收命令需手動操作。還能夠?qū)崿F(xiàn)串口自動讀取連接。

讀取串口數(shù)據(jù)并寫入txt文件

python讀取串口數(shù)據(jù)并寫入txt文件

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python3 GUI用户界面总结（以串口调试为例，持续改进）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。