### 串行通信的三种工作模式 串行通信是一种通过单一通道逐位传输数据的方式，在计算机和其他电子设备之间广泛使用。根据数据流的方向，串行通信通常分为以下三种主要的工作模式： #### 单工（Simplex） 在这种模式下，数据仅能在一个方向上传输，即从发送方到接收方或反之亦然，而不能双向流动。这种模式适用于只需要单向数据传递的应用场景。 ```python import serial # 配置单工模式下的串口 ser = serial.Serial( port='COM3', # 替换为实际的串口名称 baudrate=9600, # 波特率 bytesize=serial.EIGHTBITS, parity=serial.PARITY_NONE, stopbits=serial.STOPBITS_ONE, timeout=None # 不设置超时时间以便持续发送 ) if ser.is_open: print(f"{ser.port} 已打开") else: print(f"无法打开 {ser.port}") data_to_send = b'Hello Simplex' ser.write(data_to_send) # 发送数据 ser.close() ``` 此代码片段展示了如何配置一个只负责发送数据而不接受任何返回信息的单工连接[^1]。 #### 半双工（Half-Duplex） 半双工允许数据在两个方向上传输，但在同一时刻只能沿一个方向传输。这意味着当一方正在发送数据时，另一方只能接收；只有当前者完成发送后，后者才能开始发送自己的数据。 为了模拟半双工行为，可以通过控制程序逻辑来管理何时切换角色——既作为发送器又作为接收器的角色转换过程。 ```python import serial import time ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1) def half_duplex_communication(): message_sent = 'Message from sender'.encode() ser.write(message_sent) time.sleep(2) # 模拟等待对方处理的时间 if ser.in_waiting > 0: response_received = ser.read_all().decode() print("Response:", response_received) half_duplex_communication() ser.close() ``` 在这个例子中，我们先发送一条消息给目标设备，稍作延迟让其有足够时间响应之后再尝试读取可能存在的回复内容[^2]。 #### 全双工（Full-Duplex） 全双工支持同时进行双向的数据交换，也就是说双方可以在任何时候独立地发送和接收数据而无需考虑彼此的状态变化情况。 下面是一个简单的实现方法，其中主线程专注于监听传入的消息，而另一个线程则用于不断向外广播预定义的信息包直到手动终止为止。 ```python from threading import Thread import serial class FullDuplexCommunication(Thread): def __init__(self, port, baudrate): super().__init__() self.ser = serial.Serial(port, baudrate, timeout=1) def run(self): while True: try: incoming_message = self.ser.readline().strip().decode() if incoming_message != "": print("Received Message:", incoming_message) except Exception as e: break def send_messages_continuously(self): messages = ["Packet A", "Packet B"] index = 0 while self.ser.is_open: current_message = f"[{index}] {messages[index % len(messages)]}".encode() self.ser.write(current_message + '\n'.encode()) time.sleep(1) index += 1 fd_thread = FullDuplexCommunication('COM3', 9600) fd_thread.start() try: fd_sender = Thread(target=fd_thread.send_messages_continuously) fd_sender.daemon = True fd_sender.start() finally: input("\nPress Enter to exit...") fd_thread.ser.close() ``` 这里创建了一个继承自`Thread`类的新类实例化对象来进行异步操作，从而实现了真正的并发执行效果[^3]。