通过串口发送16进制数据引发的Python3编码血案

由于工作需要，通过rs232串口来连接一个超声波测距仪，通过应答的方式，发送数据然后读取数据从而得到值。厂家给了个定制版串口助手，直接输入串口参数然后打开串口，就能获取到超声波周边（左，中，右）的障碍物的距离（单位厘米）。但是呢，我需要用Python给串口传数据，这也好办，发送十六进制数据，网上那边看看这边找找，然后我就顺其自然地走进了个坑，Python的大坑…..

1. 按部就班

设备手册里写的读距离命令是这样的： 68,04,01,01,06 ，发送后结果数据以数据输出格式输出。
数据一个十个字节，输出格式为=>数据帧字头（1Byte）+数据长度（1Byte）+地址（1Byte）+数据（6Byte）+校验和（1Byte）。

可先用python3 -m serial.tools.list_ports 查看可用串口

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import serial
import time
ser = serial.Serial(port='/dev/ttyUSB3',baudrate=9600)
# 由于发送的是十六进制数据，应该这么写
ser.write([0x68,0x04,0x01,0x01,0x06]）
#然后过1秒钟（超声波传播不会很快）
time.sleep(1)
value = ser.read_all()[-10]```

## 2.发送十六进制数据的方式
像上面一样，发送一组16进制数据就这么简单。我刚开始的时候找了很多方式，各种python2的老方法，不起作用的方法充斥着网上，鱼龙混杂。后来，我发现，串口明明传输的是字节，这是个列表，怎么就可行了呢？来一波代码查看。
​```python
def write(self, value)=>
    """Output the given byte string over the serial port."""
    if not self.is_open=>
        raise portNotOpenError
    d = to_bytes(value)

# 然后我们继续查看to_bytes函数
# all Python versions prior 3.x convert ``str([17])`` to '[17]' instead of '\x11'
# so a simple ``bytes(sequence)`` doesn't work for all versions
def to_bytes(seq)=>
    """convert a sequence to a bytes type"""
    if isinstance(seq, bytes)=>
        return seq
    elif isinstance(seq, bytearray)=>
        return bytes(seq)
    elif isinstance(seq, memoryview)=>
        return seq.tobytes()
    elif isinstance(seq, unicode)=>
        raise TypeError('unicode strings are not supported, please encode to bytes=> {!r}'.format(seq))
    else=>
        # handle list of integers and bytes (one or more items) for Python 2 and 3
        return bytes(bytearray(seq))```

我们可以看到如果单纯传入列表参数，将会`return bytes(bytearray(seq))`，那我们来看看：
​```python
bytes(bytearray([0x68,0x04,0x01,0x01,0x06]))    # b'h\x04\x01\x01\x06'

bytearray和bytes不一样的地方在于，bytearray是可变的,它们的关系就相当于list与tuple

源码里的写法应该是兼容了Python2与Python3 ，在Python3将列表转换为字节，我们也可以这么写来达到转换的效果：

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bytes([0x68,0x04,0x01,0x01,0x06]     #b'h\x04\x01\x01\x06

或者通过单纯的十六进制字符串（即没有0x前缀）来传递数据：

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# 空格可不需要
bytes.fromhex('68 04 01 01 06')      #b'h\x04\x01\x01\x06

伴随着这个fromhex方法的是hex方法：

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d = bytes.fromhex('68 04 01 01 06')
d.hex()                                # '6804010106'

3. 那接收到了什么？

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value = ser.read_all()[-10]
#value的值为 b'h\t\x01\x01\xc2\x00,\x00JC'

乍一看有点懵逼，我要的是超声波测量到的障碍物距离，你给我一串这茬看不懂的干啥？

bytes或bytearray的对象的各个元素是介于0~255（含）之间的整数

我们尝试下这样获取：

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value = b'h\t\x01\x01\xc2\x00,\x00JC'
# len(value) is 10
value[0] => 104		 # ord('h')=104
value[1] => 9           # ord('\t')=9
value[2] => 1           # ord('\x01')=1
value[3] => 1
value[4] => 194         # ord('\xc2')=194
value[5] => 0
value[6] => 44          # ord(',')=44
value[7] => 0
value[8] => 74          # ord('J')=74
value[9] => 67          # ord('C')=67

由此我们可以知道，字节就是代表的一串二进制，这是计算机懂的语言，然后我们将二进制转换为数字，通过拿到的值计算就好

4. 思考几个问题？

  • 既然字节是二进制，为什么要用十六进制表示呢？
  • 我们查看返回的值b'h\t\x01\x01\xc2\x00,\x00JC'，为什么是一些字母与十六进制的混合使用？
  • \x04与0x04有什么区别，不都是十六进制吗？
  • 很多很多…..

那么就可以接着看下面的编码详解,不见不散。