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全网最适合入门的面向目标编程教程：11 类和目标的Python完成-子类调用父类办法-模仿串口传感器和主机

邻居的猫1个月前 (12-09)软件设计667

全网最适合入门的面向方针编程教程：11 类和方针的 Python 完结-子类调用父类办法-模仿串口传感器和主机

摘要：

本节课，咱们首要解说了在 Python 类的承继中子类怎么进行初始化、调用父类的特点和办法，一起解说了模仿串口传感器和主机类的详细完结，并运用 xcom 串口帮手与两个类进行串口通讯运用。

原文链接：

FreakStudio 的博客

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文档和代码获取：

可拜访如下链接进行对文档下载：

https://github.com/leezisheng/Doc

image

本文档首要介绍怎么运用 Python 进行面向方针编程，需求读者对 Python 语法和单片机开发具有根本了解。比较其他解说 Python 面向方针编程的博客或书本而言，本文档愈加详细、侧重于嵌入式上位机运用，以上位机和下位机的常见串口数据收发、数据处理、动态图制作等为运用实例，一起运用 Sourcetrail 代码软件对代码进行可视化阅览便于读者了解。

相关示例代码获取链接如下：https://github.com/leezisheng/Python-OOP-Demo

正文

模仿串口传感器和主机类的详细完结：

接下来看一下咱们新建的两个类办法的详细完结，能够清晰的是，SensorClass 和 MasterClass 都需求调用 SerialClass 类中有关串口收发的办法，也便是子类调用父类的办法，子类调用父类的办法有三种办法：

  • 父类名.办法名(self)：此刻需求加上父类的类名前缀，且需求带上 self 参数变量。该办法单承继或多承继均适用。
  • super(子类名，self).父类办法名()/super().父类办法名：运用 super()函数，但假如触及多承继，该函数只能调用第一个直接父类的结构办法。

SensorClass 类的完结

（1）首要，咱们将 SensorClass 中作业状况的对应字符表明和指令对应字符表明设置为类特点，什么意思？咱们来看如下代码：

class SensorClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   RESPOND_MODE-呼应形式-0_
    _#   LOOP_MODE   -循环形式-1_
    RESPOND_MODE,LOOP_MODE = (0,1)
    _# 类变量：_
    _#   START_CMD       - 敞开指令      -0_
    _#   STOP_CMD        - 封闭指令      -1_
    _#   SENDID_CMD      - 发送ID指令    -2_
    _#   SENDVALUE_CMD   - 发送数据指令   -3_
    START_CMD,STOP_CMD,SENDID_CMD,SENDVALUE_CMD = (0,1,2,3)

类特点归类一切，与前面讲的实例特点不同，类特点就适当与全局变量，是实例方针共有的特点，类特点影响类的一切方针；而实例方针的特点为实例方针自己私有，实例特点只影响当时方针。类特点常用于存储常量、界说默认值或结构一个一切方针都能拜访的缓存。

这儿，咱们界说了两品种特点：

RESPOND_MODE,LOOP_MODE = (0,1)

用于表明 SensorClass 不同作业形式。

START_CMD,STOP_CMD,SENDID_CMD,SENDVALUE_CMD = (0,1,2,3)

用于表明不同指令。

（2）在初始化中，咱们调用父类初始化办法进行，一起能够在初始化 SensorClass 类时指定 id、state、port 三个参数。

def __init__(self,id:int = 0,state:int = RESPOND_MODE,port:str = "COM11"):
        # 调用父类的初始化办法，super() 函数将父类和子类衔接
        super().__init__(port)
        self.sensorvalue = 0
        self.sensorid    = id
        self.sensorstate = state

这儿，实践上 SensorClass 类初始化的参数应该包含其他有关串口装备相关的参数（波特率、校验位、数据位、中止位），因为串口通讯两边这些参数装备相同，这儿为了便利解说故而简化。

（3）模仿传感器上电初始化，在实践传感器上电进程中会完结校准、自检等操作，这儿咱们简略输出传感器状况和 ID 号：

_# 传感器上电初始化_
    def InitSensor(self):
        _# 传感器上电初始化作业_
        _# 一起输出ID号以及状况_
        print("Sensor %d Init complete : %d"%(self.sensorid,self.sensorstate))

（4）在传感器使能和封闭办法中，咱们敞开或封闭串口并打印相关信息：

_# 敞开传感器_
    def StartSensor(self):
        super().OpenSerial()
        print("Sensor %d start serial %s "%(self.sensorid,self.dev.port))
        
    _# 中止传感器_
    def StopSensor(self):
        super().CloseSerial()
        print("Sensor %d close serial %s " % (self.sensorid, self.dev.port))

（5）在传感器发送 ID 号的办法中，咱们调用了父类的 WriteSerial 办法：

_# 发送传感器ID号_
    def SendSensorID(self):
        super().WriteSerial(str(self.sensorid))
        print("Sensor %d send id "%self.sensorid)

（6）在传感器发送数据办法中，咱们运用如下句子生成一个随机数：

_# 生成[1, 10]内的随机整数_
        data = random.randint(1, 10)

留意，此办法需求运用 import random 句子导入 random 库。

一起调用父类的 WriteSerial 办法完结传感器数据的发送：

_# 发送传感器数据_
    def SendSensorValue(self):
        _# 生成[1, 10]内的随机整数_
        data = random.randint(1, 10)
        super().WriteSerial(str(data))
        print("Sensor %d send data  %d" % (self.sensorid,data))

（7）在传感器接纳指令办法中，咱们调用了父类的 ReadSerial 接纳指令：

_# 接纳主机指令_
    def RecvMasterCMD(self):
        cmd = super().ReadSerial()
        print("Sensor %d recv cmd %d " % (self.sensorid,cmd))
        return cmd

MasterClass 类的完结

（1）首要界说关于作业形式和指令的类特点：

class MasterClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   BUSY_STATE  -繁忙状况-0_
    _#   IDLE_STATE  -闲暇状况-1_
    BUSY_STATE, IDLE_STATE = (0, 1)
    _# 类变量：_
    _#   START_CMD       - 敞开指令      -0_
    _#   STOP_CMD        - 封闭指令      -1_
    _#   SENDID_CMD      - 发送ID指令    -2_
    _#   SENDVALUE_CMD   - 发送数据指令   -3_
    START_CMD, STOP_CMD, SENDID_CMD, SENDVALUE_CMD = (0, 1, 2, 3)

（2）在初始化函数中调用父类的初始化办法，并界说 valuequeue 和__masterstatue 特点：

_# 类的初始化_
    def __init__(self,state:int = IDLE_STATE,port:str = "COM17"):
        _# 调用父类的初始化办法，super() 函数将父类和子类衔接_
        super().__init__(port)
        self.valuequeue   = queue.Queue(10)
        self.__masterstatue = state

（3）在 StartMaster 办法中咱们翻开串口并运用 logging.info（）办法输出调试信息：

_# 敞开主机_
    def StartMaster(self):
        super().OpenSerial()
        logging.info("START MASTER :"+self.dev.port)

这儿，需求导入 logging 库并设置日志输出等级：

import logging
_# 设置日志输出等级_
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

（4）封闭主机办法中调用父类的 CloseSerial 办法：

_# 中止主机_
    def StopMaster(self):
        super().CloseSerial()
        logging.info("CLOSE MASTER :" + self.dev.port)

（5）如下调用父类的 ReadSerial 办法接纳 ID 号和数据：

_# 接纳传感器ID号_
    def RecvSensorID(self):
        sensorid = super().ReadSerial()
        logging.info("MASTER RECIEVE ID : " + str(sensorid))
        return sensorid

    _# 接纳传感器数据_
    def RecvSensorValue(self):
        data = super().ReadSerial()
        logging.info("MASTER RECIEVE DATA : " + str(data))
        self.valuequeue.put(data)
        return data

（6）调用父类的 WriteSerial 办法发送指令：

_# 主机发送指令_
    def SendSensorCMD(self,cmd):
        super().WriteSerial(str(cmd))
        logging.info("MASTER SEND CMD : " + str(cmd))

（7）如下 RetMasterStatue 办法获取主机状况：

_# 主机回来作业状况-_
    def RetMasterStatue(self):
        return self.__masterstatue

完好代码

以下为两个类的完好代码：

class SensorClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   RESPOND_MODE -呼应形式-0_
    _#   LOOP_MODE    -循环形式-1_
    RESPOND_MODE,LOOP_MODE = (0,1)
    _# 类变量：_
    _#   START_CMD       - 敞开指令      -0_
    _#   STOP_CMD        - 封闭指令      -1_
    _#   SENDID_CMD      - 发送ID指令    -2_
    _#   SENDVALUE_CMD   - 发送数据指令   -3_
    START_CMD,STOP_CMD,SENDID_CMD,SENDVALUE_CMD = (0,1,2,3)

    _# 类的初始化_
    def __init__(self,port:str = "COM11",id:int = 0,state:int = RESPOND_MODE):
        _# 调用父类的初始化办法，super() 函数将父类和子类衔接_
        super().__init__(port)
        self.sensorvalue = 0
        self.sensorid    = id
        self.sensorstate = state
    _# 传感器上电初始化_
    def InitSensor(self):
        _# 传感器上电初始化作业_
        _# 一起输出ID号以及状况_
        print("Sensor %d Init complete : %d"%(self.sensorid,self.sensorstate))
    _# 敞开传感器_
    def StartSensor(self):
        super().OpenSerial()
        print("Sensor %d start serial %s "%(self.sensorid,self.dev.port))
    _# 中止传感器_
    def StopSensor(self):
        super().CloseSerial()
        print("Sensor %d close serial %s " % (self.sensorid, self.dev.port))
    _# 发送传感器ID号_
    def SendSensorID(self):
        super().WriteSerial(str(self.sensorid))
        print("Sensor %d send id "%self.sensorid)
    _# 发送传感器数据_
    def SendSensorValue(self):
        _# 生成[1, 10]内的随机整数_
        data = random.randint(1, 10)
        super().WriteSerial(str(data))
        print("Sensor %d send data  %d" % (self.sensorid,data))
    _# 接纳主机指令_
    def RecvMasterCMD(self):
        cmd = super().ReadSerial()
        print("Sensor %d recv cmd %d " % (self.sensorid,cmd))
        return cmd

class MasterClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   BUSY_STATE  -繁忙状况-0_
    _#   IDLE_STATE  -闲暇状况-1_
    BUSY_STATE, IDLE_STATE = (0, 1)
    START_CMD, STOP_CMD, SENDID_CMD, SENDVALUE_CMD = (0, 1, 2, 3)

    _# 类的初始化_
    def __init__(self,state:int = IDLE_STATE,port:str = "COM17"):
        _# 调用父类的初始化办法，super() 函数将父类和子类衔接_
        super().__init__(port)
        self.valuequeue   = queue.Queue(10)
        self.__masterstatue = state
    _# 敞开主机_
    def StartMaster(self):
        super().OpenSerial()
        logging.info("START MASTER :"+self.dev.port)
    _# 中止主机_
    def StopMaster(self):
        super().CloseSerial()
        logging.info("CLOSE MASTER :" + self.dev.port)
    _# 接纳传感器ID号_
    def RecvSensorID(self):
        sensorid = super().ReadSerial()
        logging.info("MASTER RECIEVE ID : " + str(sensorid))
        return sensorid
    _# 接纳传感器数据_
    def RecvSensorValue(self):
        data = super().ReadSerial()
        logging.info("MASTER RECIEVE DATA : " + str(data))
        self.valuequeue.put(data)
        return data
    _# 主机发送指令_
    def SendSensorCMD(self,cmd):
        super().WriteSerial(str(cmd))
        logging.info("MASTER SEND CMD : " + str(cmd))
    _# 主机回来作业状况-_
    def RetMasterStatue(self):
        return self.__masterstatue

模仿实例

这儿，咱们运用 XCOM 软件和咱们的 Python 程序进行交互。

传感器试验模仿

这儿，咱们首要在主函数中创立传感器方针，完结初始化后使能传感器中串口模块，并设置循环，轮询读取指令并履行操作，示例代码如下：

if __name__ == "__main__":
    _# 创立传感器方针_
    s = SensorClass(port="COM11", id=1, state=SensorClass.RESPOND_MODE)
    _# 初始化传感器_
    s.InitSensor()
    _# 传感器敞开_
    s.StartSensor()

    while True:
        _# 依据不同指令履行不同操作_
        cmd = s.RecvMasterCMD()
        _# START_CMD, STOP_CMD, SENDID_CMD, SENDVALUE_CMD = (0, 1, 2, 3)_
        if cmd == SensorClass.SENDID_CMD:
            s.SendSensorID()
        elif cmd == SensorClass.SENDVALUE_CMD:
            s.SendSensorValue()
        elif cmd == SensorClass.STOP_CMD:
            s.StopSensor()
            break
    print(" Sensor Stop Work!")

咱们来看一下实践验证作用：

image

主机试验模仿

这儿，咱们首要在主函数中创立并敞开主机方针，咱们的 xcom 模仿传感器，主机在轮询中发送接纳数据指令，并将接纳的数据参加主机类的行列，最终发送停机指令，并封闭主机。

if __name__ == "__main__":
    m = MasterClass(state=MasterClass.IDLE_STATE, port="COM17")
    m.StartMaster()

    _# START_CMD, STOP_CMD, SENDID_CMD, SENDVALUE_CMD = (0, 1, 2, 3)_
    _# 发送指令，获取传感器ID_
    m.SendSensorCMD(MasterClass.SENDID_CMD)
    m.RecvSensorID()

    for i in range(3):
        _# 发送指令，获取传感器数据_
        m.SendSensorCMD(MasterClass.SENDVALUE_CMD)
        m.RecvSensorValue()

    m.SendSensorCMD(MasterClass.STOP_CMD)
    m.StopMaster()

    print("Master Stop Work!")

这儿咱们将主机日志打印到文件中：

_# 在装备下日志输出方针文件和日志格局_
LOG_FORMAT = "%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s"
logging.basicConfig(filename='my.log', level=logging.DEBUG, format=LOG_FORMAT)

咱们来看一下实践验证作用：

image

能够看到两个试验都能够完好运转，关于两个类的交互作业，咱们将在后续多线程中讲到。

image

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