如何在Python中使用伪终端模拟串口？

Question

我正在用Twisted框架创建一个Python应用程序，这个程序可以从串口读取数据。为了能够测试这个应用，而不需要真的连接一个设备到串口（甚至在没有实际串口的电脑上），我想写一个Python脚本或应用，来设置一个虚拟串口，并向它写入数据。这样，Twisted应用就可以连接到这个虚拟串口的另一端，并从中读取数据。这样我就可以写一些单元测试了。

我发现，在Linux系统中可以通过伪终端实现这个功能。我还找到一个在https://askubuntu.com/questions/9396/virtual-serial-port-for-testing-purpose上的示例脚本，能够正常工作。

我想把那个脚本改成一个类，这样我就可以调用一个写入方法，把数据写入串口，然后测试我的Twisted应用。

这个示例脚本使用了很多我不太理解的东西，比如poll、select和Linux的stty命令。我希望有人能帮我填补这些知识的空白，或者给我一些提示。

谢谢，

Dolf.

Answer 1

一个更好的方法可能是使用软件虚拟串口模拟器。

你可以在 github 上找到适用于Linux的版本，在 sourceforge 上找到适用于Windows的版本。

在Linux上，它叫做tty0tty，你只需要输入

make

来构建所有内容。然后你需要输入

sudo insmod module/tty0tty.ko

来安装这个虚拟驱动程序，接着输入

./pts/tty0tty

来启动这个应用程序，这样就会为你打开两个虚拟端口：/dev/pts/4 和 /dev/pts/6。

然后你可以在你的Python单元测试中打开 /dev/pts/4 串口，而在你的应用程序中打开 /dev/pts/6。

在你的Python单元测试中，你只需要输入类似这样的内容：

import serial 
ser = serial.Serial('/dev/pts/4', 19200)

Answer 2

除了Jean-Paul Calderone说的那些（他给的答案基本上是对的），我还写了一个用Python做的脚本，使用了socat。

这个脚本可以被导入到一个解释器中，然后你可以用它的writeLine方法向一个（虚拟的）串口写数据。这个串口通过socat连接到另一个（虚拟的）串口，另外一个twisted应用可以在这个串口上监听。不过正如Jean-Paul Calderone所说：如果你只是想做单元测试，其实不需要搞这些。直接看看他提到的文档就行了。

import os, subprocess, serial, time
from ConfigParser import SafeConfigParser


class SerialEmulator(object):
    def __init__(self,configfile):
        config=SafeConfigParser()
        config.readfp(open(configfile,'r'))
        self.inport=os.path.expanduser(config.get('virtualSerialPorts','inport'))
        self.outport=os.path.expanduser(config.get('virtualSerialPorts','outport'))
        cmd=['/usr/bin/socat','-d','-d','PTY,link=%s,raw,echo=1'%self.inport,'PTY,link=%s,raw,echo=1'%self.outport]
        self.proc=subprocess.Popen(cmd,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)
        time.sleep(3)
        self.serial=serial.Serial(self.inport)
        self.err=''
        self.out=''
    def writeLine(self,line):
        line=line.strip('\r\n')
        self.serial.write('%s\r\n'%line)
    def __del__(self):
        self.stop()
    def stop(self):
        self.proc.kill()
        self.out,self.err=self.proc.communicate()

Answer 3

你并不需要一个伪终端（pty）来测试你的协议。其实你甚至不需要任何类型的文件描述符。可以按照这个链接的指南来做：http://twistedmatrix.com/documents/current/core/howto/trial.html，特别是里面的 测试协议 这一部分。