C#串口通信学习笔记
C# 2018-09-03 15:28:34

 因为参加一个小项目，需要对继电器进行串口控制，所以这两天学习了基本的串口编程。同事那边有JAVA的串口通信包，不过是从网上下载的，比较零乱，难以准确掌握串口通信的流程和内含。因此，个人通过学习网上大牛的方法，利用C#实现了基本的串口通信编程。下面对学习成果进行总结归纳，希望对大家有所帮助。

一、串口通信简介

串行接口（串口）是一种可以将接受来自CPU的并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接受的串行数据流转换为并行的数据字符供给CPU的器件。一般完成这种功能的电路，我们称为串行接口电路。

串口通信（Serial Communications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配。

  1. 波特率：这是一个衡量符号传输速率的参数。指的是信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数，如每秒钟传送960个字符，而每个字符格式包含10位（1个起始位，1个停止位，8个数据位），这时的波特率为960Bd，比特率为10位*960个/秒=9600bps。

  2. 数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据往往不会是8位的，标准的值是6、7和8位。标准的ASCII码是0～127（7位），扩展的ASCII码是0～255（8位）。

  3. 停止位：用于表示单个包的最后几位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。

  4. 校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。

二、C#串口编程类

从.NET Framework 2.0开始，C#提供了SerialPort类用于实现串口控制。命名空间:System.IO.Ports。其中详细成员介绍参看MSDN文档。下面介绍其常用的字段、方法和事件。

 

1. 常用字段：

名称 说明
PortName 获取或设置通信端口
BaudRate 获取或设置串行波特率
DataBits 获取或设置每个字节的标准数据位长度
Parity 获取或设置奇偶校验检查协议
StopBits 获取或设置每个字节的标准停止位数

 

 

 

 

 

 

 

2. 常用方法：

名称 说明
Close 关闭端口连接，将 IsOpen 属性设置为 false，并释放内部 Stream 对象
GetPortNames 获取当前计算机的串行端口名称数组
Open 打开一个新的串行端口连接
Read 从 SerialPort 输入缓冲区中读取
Write  将数据写入串行端口输出缓冲区

 

 

 

 

 

 

 

3. 常用事件：

名称 说明
DataReceived 表示将处理 SerialPort 对象的数据接收事件的方法

 

 

 

三、基本用法

下面结合已有的一款继电器给出串口通信的基本用法，以供参考。

C/C++ Code复制内容到剪贴板
  1. using System;  
  2. using System.Windows.Forms;  
  3. using System.IO.Ports;  
  4. using System.Text;  
  5.   
  6. namespace Traveller_SerialPortControl  
  7. {  
  8.     public partial class Form1 : Form  
  9.     {  
  10.         //定义端口类  
  11.         private SerialPort ComDevice = new SerialPort();  
  12.         public Form1()  
  13.         {  
  14.             InitializeComponent();  
  15.             InitralConfig();  
  16.         }  
  17.         /// <summary>  
  18.         /// 配置初始化  
  19.         /// </summary>  
  20.         private void InitralConfig()  
  21.         {  
  22.             //查询主机上存在的串口  
  23.             comboBox_Port.Items.AddRange(SerialPort.GetPortNames());  
  24.   
  25.             if (comboBox_Port.Items.Count > 0)  
  26.             {  
  27.                 comboBox_Port.SelectedIndex = 0;  
  28.             }  
  29.             else  
  30.             {  
  31.                 comboBox_Port.Text = "未检测到串口";  
  32.             }  
  33.             comboBox_BaudRate.SelectedIndex = 5;  
  34.             comboBox_DataBits.SelectedIndex = 0;  
  35.             comboBox_StopBits.SelectedIndex = 0;  
  36.             comboBox_CheckBits.SelectedIndex = 0;  
  37.             pictureBox_Status.BackgroundImage = Properties.Resources.red;  
  38.   
  39.             //向ComDevice.DataReceived（是一个事件）注册一个方法Com_DataReceived，当端口类接收到信息时时会自动调用Com_DataReceived方法  
  40.             ComDevice.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(Com_DataReceived);  
  41.         }  
  42.   
  43.         /// <summary>  
  44.         /// 一旦ComDevice.DataReceived事件发生，就将从串口接收到的数据显示到接收端对话框  
  45.         /// </summary>  
  46.         /// <param name="sender"></param>  
  47.         /// <param name="e"></param>  
  48.         private void Com_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)  
  49.         {  
  50.             //开辟接收缓冲区  
  51.             byte[] ReDatas = new byte[ComDevice.BytesToRead];  
  52.             //从串口读取数据  
  53.             ComDevice.Read(ReDatas, 0, ReDatas.Length);  
  54.             //实现数据的解码与显示  
  55.             AddData(ReDatas);  
  56.         }  
  57.   
  58.         /// <summary>  
  59.         /// 解码过程  
  60.         /// </summary>  
  61.         /// <param name="data">串口通信的数据编码方式因串口而异，需要查询串口相关信息以获取</param>  
  62.         public void AddData(byte[] data)  
  63.         {  
  64.             if (radioButton_Hex.Checked)  
  65.             {  
  66.                 StringBuilder sb = new StringBuilder();  
  67.                 for (int i = 0; i < data.Length; i++)  
  68.                 {  
  69.                     sb.AppendFormat("{0:x2}" + " ", data[i]);  
  70.                 }  
  71.                 AddContent(sb.ToString().ToUpper());  
  72.             }  
  73.             else if (radioButton_ASCII.Checked)  
  74.             {  
  75.                 AddContent(new ASCIIEncoding().GetString(data));  
  76.             }  
  77.             else if (radioButton_UTF8.Checked)  
  78.             {  
  79.                 AddContent(new UTF8Encoding().GetString(data));  
  80.             }  
  81.             else if (radioButton_Unicode.Checked)  
  82.             {  
  83.                 AddContent(new UnicodeEncoding().GetString(data));  
  84.             }  
  85.             else  
  86.             {  
  87.                 StringBuilder sb = new StringBuilder();  
  88.                 for (int i = 0; i < data.Length; i++)  
  89.                 {  
  90.                     sb.AppendFormat("{0:x2}" + " ", data[i]);  
  91.                 }  
  92.                 AddContent(sb.ToString().ToUpper());  
  93.             }  
  94.         }  
  95.   
  96.         /// <summary>  
  97.         /// 接收端对话框显示消息  
  98.         /// </summary>  
  99.         /// <param name="content"></param>  
  100.         private void AddContent(string content)  
  101.         {  
  102.             BeginInvoke(new MethodInvoker(delegate  
  103.             {                
  104.                     textBox_Receive.AppendText(content);                
  105.             }));  
  106.         }  
  107.   
  108.         /// <summary>  
  109.         /// 串口开关  
  110.         /// </summary>  
  111.         /// <param name="sender"></param>  
  112.         /// <param name="e"></param>  
  113.         private void button_Switch_Click(object sender, EventArgs e)  
  114.         {  
  115.             if (comboBox_Port.Items.Count <= 0)  
  116.             {  
  117.                 MessageBox.Show("未发现可用串口，请检查硬件设备");  
  118.                 return;  
  119.             }  
  120.   
  121.             if (ComDevice.IsOpen == false)  
  122.             {  
  123.                 //设置串口相关属性  
  124.                 ComDevice.PortName = comboBox_Port.SelectedItem.ToString();  
  125.                 ComDevice.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox_BaudRate.SelectedItem.ToString());  
  126.                 ComDevice.Parity = (Parity)Convert.ToInt32(comboBox_CheckBits.SelectedIndex.ToString());  
  127.                 ComDevice.DataBits = Convert.ToInt32(comboBox_DataBits.SelectedItem.ToString());  
  128.                 ComDevice.StopBits = (StopBits)Convert.ToInt32(comboBox_StopBits.SelectedItem.ToString());  
  129.                 try  
  130.                 {  
  131.                     //开启串口  
  132.                     ComDevice.Open();  
  133.                     button_Send.Enabled = true;  
  134.                 }  
  135.                 catch (Exception ex)  
  136.                 {  
  137.                     MessageBox.Show(ex.Message, "未能成功开启串口", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);  
  138.                     return;  
  139.                 }  
  140.                 button_Switch.Text = "关闭";  
  141.                 pictureBox_Status.BackgroundImage = Properties.Resources.green;  
  142.             }  
  143.             else  
  144.             {  
  145.                 try  
  146.                 {  
  147.                     //关闭串口  
  148.                     ComDevice.Close();  
  149.                     button_Send.Enabled = false;  
  150.                 }  
  151.                 catch (Exception ex)  
  152.                 {  
  153.                     MessageBox.Show(ex.Message, "串口关闭错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);  
  154.                 }  
  155.                 button_Switch.Text = "开启";  
  156.                 pictureBox_Status.BackgroundImage = Properties.Resources.red;  
  157.             }  
  158.   
  159.             comboBox_Port.Enabled = !ComDevice.IsOpen;  
  160.             comboBox_BaudRate.Enabled = !ComDevice.IsOpen;  
  161.             comboBox_DataBits.Enabled = !ComDevice.IsOpen;  
  162.             comboBox_StopBits.Enabled = !ComDevice.IsOpen;  
  163.             comboBox_CheckBits.Enabled = !ComDevice.IsOpen;  
  164.         }  
  165.   
  166.         
  167.         /// <summary>  
  168.         /// 将消息编码并发送  
  169.         /// </summary>  
  170.         /// <param name="sender"></param>  
  171.         /// <param name="e"></param>  
  172.         private void button_Send_Click(object sender, EventArgs e)  
  173.         {  
  174.             if (textBox_Receive.Text.Length > 0)  
  175.             {  
  176.                 textBox_Receive.AppendText("\n");  
  177.             }  
  178.   
  179.             byte[] sendData = null;  
  180.   
  181.             if (radioButton_Hex.Checked)  
  182.             {  
  183.                 sendData = strToHexByte(textBox_Send.Text.Trim());  
  184.             }  
  185.             else if (radioButton_ASCII.Checked)  
  186.             {  
  187.                 sendData = Encoding.ASCII.GetBytes(textBox_Send.Text.Trim());  
  188.             }  
  189.             else if (radioButton_UTF8.Checked)  
  190.             {  
  191.                 sendData = Encoding.UTF8.GetBytes(textBox_Send.Text.Trim());  
  192.             }  
  193.             else if (radioButton_Unicode.Checked)  
  194.             {  
  195.                 sendData = Encoding.Unicode.GetBytes(textBox_Send.Text.Trim());  
  196.             }  
  197.             else  
  198.             {  
  199.                 sendData = strToHexByte(textBox_Send.Text.Trim());  
  200.             }  
  201.   
  202.             SendData(sendData);  
  203.         }  
  204.   
  205.         /// <summary>  
  206.         /// 此函数将编码后的消息传递给串口  
  207.         /// </summary>  
  208.         /// <param name="data"></param>  
  209.         /// <returns></returns>  
  210.         public bool SendData(byte[] data)  
  211.         {  
  212.             if (ComDevice.IsOpen)  
  213.             {  
  214.                 try  
  215.                 {  
  216.                     //将消息传递给串口  
  217.                     ComDevice.Write(data, 0, data.Length);  
  218.                     return true;  
  219.                 }  
  220.                 catch (Exception ex)  
  221.                 {  
  222.                     MessageBox.Show(ex.Message, "发送失败", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);  
  223.                 }  
  224.             }  
  225.             else  
  226.             {  
  227.                 MessageBox.Show("串口未开启", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);  
  228.             }  
  229.             return false;  
  230.         }  
  231.   
  232.         /// <summary>  
  233.         /// 16进制编码  
  234.         /// </summary>  
  235.         /// <param name="hexString"></param>  
  236.         /// <returns></returns>  
  237.         private byte[] strToHexByte(string hexString)  
  238.         {  
  239.             hexString = hexString.Replace(" ", "");  
  240.             if ((hexString.Length % 2) != 0) hexString += " ";  
  241.             byte[] returnBytes = new byte[hexString.Length / 2];  
  242.             for (int i = 0; i < returnBytes.Length; i++)  
  243.                 returnBytes[i] = Convert.ToByte(hexString.Substring(i * 2, 2).Replace(" ", ""), 16);  
  244.             return returnBytes;  
  245.         }  
  246.   
  247.         //以下两个指令是结合一款继电器而设计的  
  248.         private void button_On_Click(object sender, EventArgs e)  
  249.         {  
  250.             textBox_Send.Text = "005A540001010000B0";  
  251.         }  
  252.   
  253.         private void button_Off_Click(object sender, EventArgs e)  
  254.         {  
  255.             textBox_Send.Text = "005A540002010000B1";  
  256.         }  
  257.     }  
  258. }  

 

软件实现基本界面

 

 

 

本文来自于：http://www.yoyo88.cn/study/net/357.html

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