描述

串口全称为串行接口，一般指COM接口，是采用串行通信方式的扩展接口。其特点是数据位的传送按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但传送速度慢。由于串口(COM)不支持热插拔及传输速率较低，目前部分新主板和大部分便携电脑已取消该接口。现在串口多用于工业控制和测量设备以及部分通信设备中。

根据美国电子工业协会(EIA： Electronic Industry Association)制定的标准，串口可以分为RS-232、RS-422以及RS-485等种类，其中以RS-232类型的接口最为典型和常见，如图 1所示，是RS-232类型9针串口的实物示意图。RS-232类型9针串口每一个引脚的作用说明如图 2所示。

当需要编程操纵硬件时会遇到过这样的问题，就是通过串口来接收硬件发来的数据，或是通过串口向硬件发送某种格式的命令。在C#平台上，可以通过 System.IO.Ports 命名空间下的SerialPort 类来实现。

下面是我做过的一个简单的示例，首先获取本机关联的串行端口列表，然后获取配置文件中配置的COM端口，检查是否在本机串行端口列表中，若在列表中则进一步实例化串口对象，并为串口对象指定数据接收事件来实现监听，示例代码如下：

using System.IO.Ports;

namespace SerialTest

{

public class SerialTest

{

#region 串口监听

private SerialPort serialPort = null;

/// 《summary》

/// 开启串口监听

/// 《/summary》

private void StartSerialPortMonitor()

{

List《string》 comList = GetComlist(false); //首先获取本机关联的串行端口列表

if (comList.Count == 0)

{

DialogForm.Show(“提示信息”， “当前设备不存在串行端口！”);

System.Environment.Exit(0); //彻底退出应用程序

}

else

{

string targetCOMPort = ConfigurationManager.AppSettings［“COMPort”］.ToString();

//判断串口列表中是否存在目标串行端口

if (！comList.Contains(targetCOMPort))

{

DialogForm.Show(“提示信息”， “当前设备不存在配置的串行端口！”);

System.Environment.Exit(0); //彻底退出应用程序

}

serialPort = new SerialPort();

//设置参数

serialPort.PortName = ConfigurationManager.AppSettings［“COMPort”］.ToString(); //通信端口

serialPort.BaudRate = Int32.Parse(ConfigurationManager.AppSettings［“BaudRate”］.ToString()); //串行波特率

serialPort.DataBits = 8; //每个字节的标准数据位长度

serialPort.StopBits = StopBits.One; //设置每个字节的标准停止位数

serialPort.Parity = Parity.None; //设置奇偶校验检查协议

serialPort.ReadTimeout = 3000; //单位毫秒

serialPort.WriteTimeout = 3000; //单位毫秒

//串口控件成员变量，字面意思为接收字节阀值，

//串口对象在收到这样长度的数据之后会触发事件处理函数

//一般都设为1

serialPort.ReceivedBytesThreshold = 1;

serialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(CommDataReceived); //设置数据接收事件(监听)

try

{

serialPort.Open(); //打开串口

}

catch (Exception ex)

{

DialogForm.Show(“提示信息”， “串行端口打开失败！具体原因：” + ex.Message);

System.Environment.Exit(0); //彻底退出应用程序

}

}

}

/// 《summary》

/// 串口数据处理函数

/// 《/summary》

/// 《param name=“sender”》《/param》

/// 《param name=“e”》《/param》

public void CommDataReceived(Object sender， SerialDataReceivedEventArgs e)

{

try

{

//Comm.BytesToRead中为要读入的字节长度

int len = serialPort.BytesToRead;

Byte［］ readBuffer = new Byte［len］;

serialPort.Read(readBuffer， 0， len); //将数据读入缓存

//处理readBuffer中的数据，自定义处理过程

string msg = encoding.GetString(readBuffer， 0， len); //获取出入库产品编号

DialogForm.Show(“接收到的信息”， msg);

}

catch(Exception ex)

{

DialogForm.Show(“提示信息”， “接收返回消息异常！具体原因：” + ex.Message);

}

}

/// 《summary》

/// 关闭串口

/// 《/summary》

private void Stop()

{

serialPort.Close();

}

/// 《summary》

/// 获取本机串口列表

/// 《/summary》

/// 《param name=“isUseReg”》《/param》

/// 《returns》《/returns》

private List《string》 GetComlist(bool isUseReg)

{

List《string》 list = new List《string》();

try

{

if (isUseReg)

{

RegistryKey RootKey = Registry.LocalMachine;

RegistryKey Comkey = RootKey.OpenSubKey(@“HARDWARE\DEVICEMAP\SERIALCOMM”);

String［］ ComNames = Comkey.GetValueNames();

foreach (String ComNamekey in ComNames)

{

string TemS = Comkey.GetValue(ComNamekey).ToString();

list.Add(TemS);

}

}

else

{

foreach (string com in SerialPort.GetPortNames()) //自动获取串行口名称

list.Add(com);

}

}

catch

{

DialogForm.Show(“提示信息”， “串行端口检查异常！”);

System.Environment.Exit(0); //彻底退出应用程序

}

return list;

}

#endregion 串口监听

}

}

从串口读数据

从串口COM11发送的数据最终将到达与其连通的串口COM21，如果COM21处于可用状态，则到达的数据将被缓存，等待程序的读取。从串口读入数据有多种模式，本文将介绍“轮询模式”和事件监听模式。

“轮询模式”是指程序(线程)每隔固定的时间就对串口进行一次扫描，如果扫描发现串口中有可用数据，则进行读取。Com21PollingListener类使用“事件监听模式”读取串口COM21接收到的数据：

Com21PollingListener.java

package com.serialPort.listener;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import javax.comm.CommPortIdentifier;

import javax.comm.NoSuchPortException;

import javax.comm.PortInUseException;

import javax.comm.SerialPort;

/**

* Com21PollingListener类使用“轮训”的方法监听串口COM21，

* 并通过COM21的输入流对象来获取该端口接收到的数据(在本文中数据来自串口COM11)。

*/

public class Com21PollingListener {

public static void main(String［］ args){

//1.定义变量

CommPortIdentifier com21 = null;//未打卡的端口

SerialPort serialCom21 = null;//打开的端口

InputStream inputStream = null;//端口输入流

try{

//2.获取并打开串口COM21

com21 = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(“COM21”);

serialCom21 = (SerialPort) com21.open(“Com21Listener”， 1000);

//3.获取串口的输入流对象

inputStream = serialCom21.getInputStream();

//4.从串口读入数据

//定义用于缓存读入数据的数组

byte［］ cache = new byte［1024］;

//记录已经到达串口COM21且未被读取的数据的字节(Byte)数。

int availableBytes = 0;

//无限循环，每隔20毫秒对串口COM21进行一次扫描，检查是否有数据到达

while(true){

//获取串口COM21收到的可用字节数

availableBytes = inputStream.available();

//如果可用字节数大于零则开始循环并获取数据

while(availableBytes 》 0){

//从串口的输入流对象中读入数据并将数据存放到缓存数组中

inputStream.read(cache);

//将获取到的数据进行转码并输出

for(int j = 0;j 《 cache.length && j 《 availableBytes; j++){

//因为COM11口发送的是使用byte数组表示的字符串，

//所以在此将接收到的每个字节的数据都强制装换为char对象即可，

//这是一个简单的编码转换，读者可以根据需要进行更加复杂的编码转换。

System.out.print((char)cache［j］);

}

System.out.println();

//更新循环条件

availableBytes = inputStream.available();

}

//让线程睡眠20毫秒

Thread.sleep(20);

}

}catch(InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}catch (NoSuchPortException e) {

//找不到串口的情况下抛出该异常

e.printStackTrace();

} catch (PortInUseException e) {

//如果因为端口被占用而导致打开失败，则抛出该异常

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

//如果获取输出流失败，则抛出该异常

e.printStackTrace();

}

}

}

“事件监听模式”是为串口注册一个事件监听类，当有数据到达串口的时候就会触发事件，在事件的响应方法中读取串口接收到的数据。Com21EventListener类使用“事件监听模式”读取串口COM21接收到的数据：

Com21EventListener.java

package com.serialPort.listener;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.util.TooManyListenersException;

import javax.comm.CommPortIdentifier;

import javax.comm.NoSuchPortException;

import javax.comm.PortInUseException;

import javax.comm.SerialPort;

import javax.comm.SerialPortEvent;

import javax.comm.SerialPortEventListener;

/**

* Com21EventListener类使用“事件监听模式”监听串口COM21，

* 并通过COM21的输入流对象来获取该端口接收到的数据(在本文中数据来自串口COM11)。

* 使用“事件监听模式”监听串口，必须字定义一个事件监听类，该类实现SerialPortEventListener

* 接口并重写serialEvent方法，在serialEvent方法中编写监听逻辑。

*/

public class Com21EventListener implements SerialPortEventListener {

//1.定义变量

CommPortIdentifier com21 = null;//未打卡的端口

SerialPort serialCom21 = null;//打开的端口

InputStream inputStream = null;//输入流

//2.构造函数：

//实现初始化动作：获取串口COM21、打开串口、获取串口输入流对象、为串口添加事件监听对象

public Com21EventListener(){

try {

//获取串口、打开窗串口、获取串口的输入流。

com21 = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(“COM21”);

serialCom21 = (SerialPort) com21.open(“Com21EventListener”， 1000);

inputStream = serialCom21.getInputStream();

//向串口添加事件监听对象。

serialCom21.addEventListener(this);

//设置当端口有可用数据时触发事件，此设置必不可少。

serialCom21.notifyOnDataAvailable(true);

} catch (NoSuchPortException e) {

e.printStackTrace();

} catch (PortInUseException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} catch (TooManyListenersException e) {

e.printStackTrace();

}

}

//重写继承的监听器方法

@Override

public void serialEvent(SerialPortEvent event) {

//定义用于缓存读入数据的数组

byte［］ cache = new byte［1024］;

//记录已经到达串口COM21且未被读取的数据的字节(Byte)数。

int availableBytes = 0;

//如果是数据可用的时间发送，则进行数据的读写

if(event.getEventType() == SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE){

try {

availableBytes = inputStream.available();

while(availableBytes 》 0){

inputStream.read(cache);

for(int i = 0; i 《 cache.length && i 《 availableBytes; i++){

//解码并输出数据

System.out.print((char)cache［i］);

}

availableBytes = inputStream.available();

}

System.out.println();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

//在main方法中创建类的实例

public static void main(String［］ args) {

new Com21EventListener();

}

}

读写程序的联合运行

串口能接收到数据的前提是该串口处于打开(可用)状态，如果串口处于关闭状态，那么发送到该串口的数据就会丢失。所以在实验的过程中，如果使用铜线连接同一个串口的引脚2和引脚3，一定要注意的是千万不能在向串口发送完数据之后关闭该串口，然后再次打开串口去读取数据，一定要让串口始终处于打开状态直到程序运行结束。

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