全网最适合入门的面向对象编程教程：11 类和对象的Python实现-子类调用父类方法-模拟串口传感器和主机

全网最适合入门的面向对象编程教程：11 类和对象的 Python 实现-子类调用父类方法-模拟串口传感器和主机

摘要：

本节课，我们主要讲解了在 Python 类的继承中子类如何进行初始化、调用父类的属性和方法，同时讲解了模拟串口传感器和主机类的具体实现，并使用 xcom 串口助手与两个类进行串口通信使用。

原文链接：

FreakStudio 的博客

往期推荐：

可能是全网最适合入门的面向对象编程教程：Python实现-嵌入式爱好者必看！

全网最适合入门的面向对象编程教程：00 面向对象设计方法导论

全网最适合入门的面向对象编程教程：01 面向对象编程的基本概念

全网最适合入门的面向对象编程教程：02 类和对象的Python实现-使用Python创建类

全网最适合入门的面向对象编程教程：03 类和对象的Python实现-为自定义类添加属性

全网最适合入门的面向对象编程教程：04 类和对象的 Python 实现-为自定义类添加方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：05 类和对象的Python实现-PyCharm代码标签

全网最适合入门的面向对象编程教程：06 类和对象的 Python 实现-自定义类的数据封装

全网最适合入门的面向对象编程教程：07 类和对象的Python实现-类型注解

全网最适合入门的面向对象编程教程：08 类和对象的 Python 实现-@property 装饰器

全网最适合入门的面向对象编程教程：09 类和对象的Python实现-类之间的关系

全网最适合入门的面向对象编程教程：10 类和对象的Python实现-类的继承和里氏替换原则

更多精彩内容可看：

CM3调试系统简析

肝了半个月，嵌入式技术栈大汇总出炉

比赛获奖的武林秘籍：04 电子类比赛嵌入式开发快速必看的上手指南

比赛获奖的武林秘籍：03 好的创意选取-获得国奖的最必要前提

比赛获奖的武林秘籍：02 国奖秘籍-大学生电子计算机类竞赛快速上手的流程，小白必看

比赛获奖的武林秘籍：01 如何看待当代大学生竞赛中“卷”“祖传老项目”“找关系”的现象？

比赛获奖的武林秘籍：00 学科竞赛-工科类大学生绕不开的话题，你了解多少？

电子计算机类比赛的“武林秘籍”-电赛光电设计大赛计算机设计大赛嵌入式芯片与系统设计竞赛，你要的都在这里！

文档和代码获取：

可访问如下链接进行对文档下载：

https://github.com/leezisheng/Doc

image

本文档主要介绍如何使用 Python 进行面向对象编程，需要读者对 Python 语法和单片机开发具有基本了解。相比其他讲解 Python 面向对象编程的博客或书籍而言，本文档更加详细、侧重于嵌入式上位机应用，以上位机和下位机的常见串口数据收发、数据处理、动态图绘制等为应用实例，同时使用 Sourcetrail 代码软件对代码进行可视化阅读便于读者理解。

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

正文

模拟串口传感器和主机类的具体实现：

接下来看一下我们新建的两个类方法的具体实现，可以明确的是，SensorClass 和 MasterClass 都需要调用 SerialClass 类中有关串口收发的方法，也就是子类调用父类的方法，子类调用父类的方法有三种方式：

  • 父类名.方法名(self)：此时需要加上父类的类名前缀，且需要带上 self 参数变量。该方法单继承或多继承均适用。
  • super(子类名，self).父类方法名()/super().父类方法名：使用 super()函数，但如果涉及多继承，该函数只能调用第一个直接父类的构造方法。

SensorClass 类的实现

（1）首先，我们将 SensorClass 中工作状态的对应字符表示和命令对应字符表示设置为类属性，什么意思？我们来看如下代码：

class SensorClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   RESPOND_MODE-响应模式-0_
    _#   LOOP_MODE   -循环模式-1_
    RESPOND_MODE,LOOP_MODE = (0,1)
    _# 类变量：_
    _#   START_CMD       - 开启命令      -0_
    _#   STOP_CMD        - 关闭命令      -1_
    _#   SENDID_CMD      - 发送ID命令    -2_
    _#   SENDVALUE_CMD   - 发送数据命令   -3_
    START_CMD,STOP_CMD,SENDID_CMD,SENDVALUE_CMD = (0,1,2,3)

类属性归类所有，与前面讲的实例属性不同，类属性就相当与全局变量，是实例对象共有的属性，类属性影响类的所有对象；而实例对象的属性为实例对象自己私有，实例属性只影响当前对象。类属性常用于存储常量、定义默认值或构造一个所有对象都能访问的缓存。

这里，我们定义了两种类属性：

RESPOND_MODE,LOOP_MODE = (0,1)

用于表示 SensorClass 不同工作模式。

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

用于表示不同命令。

（2）在初始化中，我们调用父类初始化方法进行，同时可以在初始化 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"):
        # 调用父类的初始化方法，super() 函数将父类和子类连接
        super().__init__(port)
        self.sensorvalue = 0
        self.sensorid    = id
        self.sensorstate = state

这里，实际上 SensorClass 类初始化的参数应该包括其他有关串口配置相关的参数（波特率、校验位、数据位、停止位），由于串口通信双方这些参数配置相同，这里为了方便讲解故而简化。

（3）模拟传感器上电初始化，在实际传感器上电过程中会完成校准、自检等操作，这里我们简单输出传感器状态和 ID 号：

_# 传感器上电初始化_
    def InitSensor(self):
        _# 传感器上电初始化工作_
        _# 同时输出ID号以及状态_
        print("Sensor %d Init complete : %d"%(self.sensorid,self.sensorstate))

（4）在传感器使能和关闭方法中，我们开启或关闭串口并打印相关信息：

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

（5）在传感器发送 ID 号的方法中，我们调用了父类的 WriteSerial 方法：

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

（6）在传感器发送数据方法中，我们使用如下语句生成一个随机数：

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

注意，此方法需要使用 import random 语句导入 random 库。

同时调用父类的 WriteSerial 方法实现传感器数据的发送：

_# 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）在传感器接收命令方法中，我们调用了父类的 ReadSerial 接收命令：

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

MasterClass 类的实现

（1）首先定义关于工作模式和命令的类属性：

class MasterClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   BUSY_STATE  -忙碌状态-0_
    _#   IDLE_STATE  -空闲状态-1_
    BUSY_STATE, IDLE_STATE = (0, 1)
    _# 类变量：_
    _#   START_CMD       - 开启命令      -0_
    _#   STOP_CMD        - 关闭命令      -1_
    _#   SENDID_CMD      - 发送ID命令    -2_
    _#   SENDVALUE_CMD   - 发送数据命令   -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方法，并定义 valuequeue 和__masterstatue 属性：

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

（3）在 StartMaster 方法中我们打开串口并使用 logging.info（）方法输出调试信息：

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

这里，需要导入 logging 库并设置日志输出级别：

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

（4）关闭主机方法中调用父类的 CloseSerial 方法：

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

（5）如下调用父类的 ReadSerial 方法接收 ID 号和数据：

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

    _# 接收传感器数据_
    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 方法发送指令：

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

（7）如下 RetMasterStatue 方法获取主机状态：

_# 主机返回工作状态-_
    def RetMasterStatue(self):
        return self.__masterstatue

完整代码

以下为两个类的完整代码：

class SensorClass(SerialClass):
    _# 类变量：_
    _#   RESPOND_MODE -响应模式-0_
    _#   LOOP_MODE    -循环模式-1_
    RESPOND_MODE,LOOP_MODE = (0,1)
    _# 类变量：_
    _#   START_CMD       - 开启命令      -0_
    _#   STOP_CMD        - 关闭命令      -1_
    _#   SENDID_CMD      - 发送ID命令    -2_
    _#   SENDVALUE_CMD   - 发送数据命令   -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):
        _# 调用父类的初始化方法，super() 函数将父类和子类连接_
        super().__init__(port)
        self.sensorvalue = 0
        self.sensorid    = id
        self.sensorstate = state
    _# 传感器上电初始化_
    def InitSensor(self):
        _# 传感器上电初始化工作_
        _# 同时输出ID号以及状态_
        print("Sensor %d Init complete : %d"%(self.sensorid,self.sensorstate))
    _# 开启传感器_
    def StartSensor(self):
        super().OpenSerial()
        print("Sensor %d start serial %s "%(self.sensorid,self.dev.port))
    _# 停止传感器_
    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))
    _# 接收主机指令_
    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  -忙碌状态-0_
    _#   IDLE_STATE  -空闲状态-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"):
        _# 调用父类的初始化方法，super() 函数将父类和子类连接_
        super().__init__(port)
        self.valuequeue   = queue.Queue(10)
        self.__masterstatue = state
    _# 开启主机_
    def StartMaster(self):
        super().OpenSerial()
        logging.info("START MASTER :"+self.dev.port)
    _# 停止主机_
    def StopMaster(self):
        super().CloseSerial()
        logging.info("CLOSE MASTER :" + self.dev.port)
    _# 接收传感器ID号_
    def RecvSensorID(self):
        sensorid = super().ReadSerial()
        logging.info("MASTER RECIEVE ID : " + str(sensorid))
        return sensorid
    _# 接收传感器数据_
    def RecvSensorValue(self):
        data = super().ReadSerial()
        logging.info("MASTER RECIEVE DATA : " + str(data))
        self.valuequeue.put(data)
        return data
    _# 主机发送命令_
    def SendSensorCMD(self,cmd):
        super().WriteSerial(str(cmd))
        logging.info("MASTER SEND CMD : " + str(cmd))
    _# 主机返回工作状态-_
    def RetMasterStatue(self):
        return self.__masterstatue

模拟实例

这里，我们使用 XCOM 软件和我们的 Python 程序进行交互。

传感器实验模拟

这里，我们首先在主函数中创建传感器对象，完成初始化后使能传感器中串口模块，并设置循环，轮询读取指令并执行操作，示例代码如下：

if __name__ == "__main__":
    _# 创建传感器对象_
    s = SensorClass(port="COM11", id=1, state=SensorClass.RESPOND_MODE)
    _# 初始化传感器_
    s.InitSensor()
    _# 传感器开启_
    s.StartSensor()

    while True:
        _# 根据不同指令执行不同操作_
        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!")

我们来看一下实际验证效果：

image

主机实验模拟

这里，我们首先在主函数中创建并开启主机对象，我们的 xcom 模拟传感器，主机在轮询中发送接收数据指令，并将接收的数据加入主机类的队列，最后发送停机命令，并关闭主机。

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!")

这里我们将主机日志打印到文件中：

_# 在配置下日志输出目标文件和日志格式_
LOG_FORMAT = "%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s"
logging.basicConfig(filename='my.log', level=logging.DEBUG, format=LOG_FORMAT)

我们来看一下实际验证效果：

image

可以看到两个实验都可以完整运行，关于两个类的交互工作，我们将在后续多线程中讲到。

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mfbz.cn/a/784816.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【问题记录】Nodeclub运行make install报错npm ERR! code ELIFECYCLE

【问题记录】Nodeclub运行make install报错npm ERR! code ELIFECYCLE

问题展示 按照官网给出的教程进行到make install这一步卡住了，显示了如下报错。 解决方法 将node.js版本变更为能够识别代码的版本，我将版本修改成了16.14.0以后成功运行。 nvm install 16.14.0
阅读更多...
Java设计模式---(创建型模式)工厂、单例、建造者、原型

Java设计模式---(创建型模式)工厂、单例、建造者、原型

目录 前言一、工厂模式（Factory）1.1 工厂方法模式（Factory Method）1.1.1 普通工厂方法模式1.1.2 多个工厂方法模式1.1.3 静态工厂方法模式 1.2 抽象工厂模式（Abstract Factory） 二、单例模式（Si…
阅读更多...
从零开始做题：好怪哦

从零开始做题：好怪哦

题目 给出一个压缩文件 解题 方法1 01Edit打开，发现是个反着的压缩包（末尾倒着的PK头） import os# 目标目录路径 # target_directory /home/ai001/alpaca-lora# 切换到目标目录 # os.chdir(target_directory)# 打印当前工作目录以确认…
阅读更多...
前端开发过程中经常遇到的问题以及对应解决方法 (持续更新)

前端开发过程中经常遇到的问题以及对应解决方法 (持续更新)

我的朋友已经工作了 3 年，他过去一直担任前端工程师。 不幸的是，他被老板批评了，因为他在工作中犯了一个错误，这是一个非常简单但容易忽视的问题，我想也是很多朋友容易忽视的一个问题。 今天我把它分享出来&#xff…
阅读更多...
前端面试题27（在实际项目中，如何有效地利用Vue3的响应式系统提高性能？）

前端面试题27（在实际项目中，如何有效地利用Vue3的响应式系统提高性能？）

在实际项目中，有效利用Vue3的响应式系统提高性能主要涉及以下几个关键点： 1. 合理使用reactive和ref reactive：用于将复杂的数据结构（如对象或数组）转换成响应式版本。确保只将需要实时更新的数据结构声明为响应式&am…
阅读更多...
elasticSearch的索引库文档的增删改查

elasticSearch的索引库文档的增删改查

我们都知道，elasticsearch在进行搜索引擎的工作时，是会先把数据库中的信息存储一份到elasticsearch中，再去分词查询等之后的工作的。 elasticsearch中的文档数据会被序列化为json格式后存储在elasticsearch中。elasticsearch会对存储的数据进…
阅读更多...
4.Python4:requests

4.Python4:requests

1.requests爬虫原理 （1）requests是一个python的第三方库，主要用于发送http请求 2.正则表达式 #正则表达式 import re,requests str1aceace #A(.*?)B,匹配A和B之间的值 print(re.findall(a(.*?)e,str1))import re,requests str2hello com…
阅读更多...
Redis-Jedis连接池\RedisTemplate\StringRedisTemplate

Redis-Jedis连接池\RedisTemplate\StringRedisTemplate

Redis-Jedis连接池\RedisTemplate\StringRedisTemplate 1. Jedis连接池1.1 通过工具类1.1.1 连接池：JedisConnectionFactory：1.1.2 test：（代码其实只有连接池那里改变了） 2. SpringDataRedis（lettuce&#…
阅读更多...
滑动窗口（同向的双指针）

滑动窗口（同向的双指针）

通过 双指针的 同向移动 算法应用的场景： 满足xxx条件（计算结果，出现次数，同时包含） 最长/最短 子串 /子数组/子序列 例如：长度最小的子数组 滑动窗口 使用思路 （寻找最长） –核心…
阅读更多...
刷题（day01）

刷题（day01）

1、leetcode485.最大连续1的个数 给定一个二进制数组 nums ， 计算其中最大连续 1 的个数。 示例 1： 输入：nums [1,1,0,1,1,1] 输出：3 解释：开头的两位和最后的三位都是连续 1 ，所以最大连续 1 的个数是 3.…
阅读更多...
基于CentOS Stream 9平台搭建FRP内网穿透

基于CentOS Stream 9平台搭建FRP内网穿透

内网穿透方法很多，本文以github上很火的frp为例 1.frp官方 文档：https://gofrp.org/zh-cn/docs/overview/ 1.1 下载 https://github.com/fatedier/frp/releases 选中合适的版本 2. 服务端（服务器）搭建frps 需要公网IP服务器 选…
阅读更多...
假期笔记1：anaconda的安装与pycharm中的引用

假期笔记1：anaconda的安装与pycharm中的引用

1.下载安装 Download Anaconda Distribution | Anaconda 2.填个邮箱 11111.. 3.下载。有点需要时间 4.安装，双击，根据实际进行，记清安装路径 5。环境设置 conda -V 6.创建环境 conda create --name env_name conda create --na…
阅读更多...
Qt文档阅读笔记-Queued Custom Type Example

Qt文档阅读笔记-Queued Custom Type Example

此篇展示了使用Qt编写多线程程序。 概述 此案例创建一Block类，用于存储数据，并且在元对象系统中注册后，在多线程中进行信号与槽函数的连接中充当参数。 Block类 在元对象系统中，注册类，需要类在public部分提供默认构…
阅读更多...
基于SSM的志愿者服务平台

基于SSM的志愿者服务平台

基于SSM的志愿者服务平台系统主要其系统包括不同的端组成，前端主要包括系统用户管理、新闻数据管理、变幻图管理、志愿者管理、培训视频管理、志愿者项目管理、服务时长管理、交流分享管理、志愿者表彰管理。前台主要包括网站首页、培训视频、志愿者项目、交流分享、…
阅读更多...
React+TS前台项目实战（二十六）-- 高性能可配置Echarts图表组件封装

React+TS前台项目实战（二十六）-- 高性能可配置Echarts图表组件封装

文章目录 前言CommonChart组件1. 功能分析2. 代码详细注释3. 使用到的全局hook代码4. 使用方式5. 效果展示 总结 前言 Echarts图表在项目中经常用到，然而，重复编写初始化，更新，以及清除实例等动作对于开发人员来说是一种浪费时间…
阅读更多...
C语言相关内容模块

C语言相关内容模块

C语言相关内容模块 1、函数指针定义方式 1、函数指针定义方式 函数指针的具体用法
阅读更多...
最近点对问题（算法与数据结构设计）

最近点对问题（算法与数据结构设计）

课题内容和要求 最近点对问题，在二维平面上输入n个点列P。其中任一点pi（xi，yi），编写程序求出最近的两个点。使用穷举法实现，算法复杂度O(n2)；优化算法，以O(nlog2n)实现这一问题 数…
阅读更多...
阶段三：项目开发---民航功能模块实现：任务24：航空实时监控

阶段三：项目开发---民航功能模块实现：任务24：航空实时监控

任务描述 内 容：地图展示、飞机飞行轨迹、扇区控制。航空实时监控，是飞机每秒发送坐标，经过终端转换实时发送给塔台，为了飞机位置的精准度，传输位置的密度很大，在地图位置显示不明显。本次为了案例展示效…
阅读更多...
AI系统的PyTorch：TextGrad框架基于文本梯度实现大语言模型AI系统自优化！

AI系统的PyTorch：TextGrad框架基于文本梯度实现大语言模型AI系统自优化！

AI系统的PyTorch：TextGrad框架基于文本梯度实现大语言模型AI系统自优化！ 原创 旺知识 旺知识 2024年07月07日 16:21 广东 人工智能（AI）正在经历一场范式转变，这一转变是由系统协调多个大型语言模型（LLMs&…
阅读更多...
51 单片机[7]：计时器

51 单片机[7]：计时器

一、定时器 1. 定时器介绍 51单片机的定时器属于单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部完成。 定时器作用： （1）用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作 &#…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023