开发C#相关的项目有很多年了，一直没有接触串口的开发，近期由于工作的需要，需要了解熟悉对硬件串口的开发，通过对串口的深入了解，串口也不再是什么神秘的东西，利用SerailPort组件，对串口的各种操作也非常的方便，由于本人总是喜欢把一些常用的东西封装成可供重复利用的类库，因此，阅百家代码，提炼总结优化，把对串口的操作封装成一个公用的类库，应付日常的串口编程开发，也算是工作的一个阶段性总结吧。
先上图，了解串口的一些基本的东西，并逐步介绍相关的知识。
微软在 .NET FrameWork2.0中对串口通讯进行了封装，我们可以在.net2.0及以上版本开发时直接使用SerialPort类对串口进行读写操作。
SerialPort类的属性主要包括：
1）串口名称（PortName）
2）波特率（BaudRate）
3）数据位 DataBits
4）停止位 StopBits 5）奇偶校验 Parity
SerialPort类的事件主要包括：
DataReceived：用于异步接收串口数据事件
ErrorReceived：错误处理事件
SerialPort类的方法主要包括：
Open();Close();Read();Write()、DiscardInBuffer()、DiscardOutBuffer()等
从上面的测试例子图中，我们可以看到，一般对串口的操作，需要提供串口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验的参数，用来构造一个串口操作类，以便实现具体的串口操作，而这些参数有的是系统内置的枚举参数，我们可以通过遍历枚举对象来绑定下来列表（如停止位、奇偶校验）；但有些参数却不是系统内置的枚举类型，例如波特率、数据位等，而且对这些参数操作也是串口开发经常用到的，因此，第一步，我对这些参数的绑定做了一个简单的封装。
1、先构造波特率、数据位这两个枚举对象，方便实际操作。
/// <summary> /// 串口数据位列表（5,6,7,8） /// </summary> public enum SerialPortDatabits : int { FiveBits = 5 , SixBits = 6 , SeventBits = 7 , EightBits = 8 } /// <summary> /// 串口波特率列表。 /// 75,110,150,300,600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,28800,38400,56000,57600, /// 115200,128000,230400,256000 /// </summary> public enum SerialPortBaudRates : int { BaudRate_75 = 75 , BaudRate_110 = 110 , BaudRate_150 = 150 , BaudRate_300 = 300 , BaudRate_600 = 600 , BaudRate_1200 = 1200 , BaudRate_2400 = 2400 , BaudRate_4800 = 4800 , BaudRate_9600 = 9600 , BaudRate_14400 = 14400 , BaudRate_19200 = 19200 , BaudRate_28800 = 28800 , BaudRate_38400 = 38400 , BaudRate_56000 = 56000 , BaudRate_57600 = 57600 , BaudRate_115200 = 115200 , BaudRate_128000 = 128000 , BaudRate_230400 = 230400 , BaudRate_256000 = 256000 }
2、对常用的参数下拉列表绑定做一个封装。
/// <summary> /// 设置串口号 /// </summary> /// <param name="obj"></param> public static void SetPortNameValues(ComboBox obj) { obj.Items.Clear(); foreach ( string str in SerialPort.GetPortNames()) { obj.Items.Add(str); } } /// <summary> /// 设置波特率 /// </summary> public static void SetBauRateValues(ComboBox obj) { obj.Items.Clear(); foreach (SerialPortBaudRates rate in Enum.GetValues( typeof (SerialPortBaudRates))) { obj.Items.Add((( int )rate).ToString()); } } /// <summary> /// 设置数据位 /// </summary> public static void SetDataBitsValues(ComboBox obj) { obj.Items.Clear(); foreach (SerialPortDatabits databit in Enum.GetValues( typeof (SerialPortDatabits))) { obj.Items.Add((( int )databit).ToString()); } } /// <summary> /// 设置校验位列表 /// </summary> public static void SetParityValues(ComboBox obj) { obj.Items.Clear(); foreach ( string str in Enum.GetNames( typeof (Parity))) { obj.Items.Add(str); } } /// <summary> /// 设置停止位 /// </summary> public static void SetStopBitValues(ComboBox obj) { obj.Items.Clear(); foreach ( string str in Enum.GetNames( typeof (StopBits))) { obj.Items.Add(str); } }
这样我们在窗体界面代码中，绑定相关参数的数据源就很方便了，如下所示。
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { BindData(); } private void BindData() { //绑定端口号 SerialPortUtil.SetPortNameValues(txtPort); txtPort.SelectedIndex = 0; //波特率 SerialPortUtil.SetBauRateValues(txtBaudRate); txtBaudRate.SelectedText = "57600"; //数据位 SerialPortUtil.SetDataBitsValues(txtDataBits); this.txtDataBits.SelectedText = "8"; //校验位 SerialPortUtil.SetParityValues(txtParity); this.txtParity.SelectedIndex = 0; //停止位 SerialPortUtil.SetStopBitValues(txtStopBit); this.txtStopBit.SelectedIndex = 1; this.btnSend.Enabled = isOpened; }
3、 为了方便构造封装的窗口类，提供了两个不同类型参数的串口辅助类构造函数，一个可以使用枚举参数，一个使用字符串参数（最终转换为枚举参数对象），如下所示。使用枚举对象，不需要记住不同参数应该填写那些值，只需要从枚举中选择即可，方便又直观。
/// <summary> /// 参数构造函数（使用枚举参数构造） /// </summary> /// <param name="baud"> 波特率 </param> /// <param name="par"> 奇偶校验位 </param> /// <param name="sBits"> 停止位 </param> /// <param name="dBits"> 数据位 </param> /// <param name="name"> 串口号 </param> public SerialPortUtil( string name, SerialPortBaudRates baud, Parity par, SerialPortDatabits dBits, StopBits sBits) { _portName = name; _baudRate = baud; _parity = par; _dataBits = dBits; _stopBits = sBits; comPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(comPort_DataReceived); comPort.ErrorReceived += new SerialErrorReceivedEventHandler(comPort_ErrorReceived); } /// <summary> /// 参数构造函数（使用字符串参数构造） /// </summary> /// <param name="baud"> 波特率 </param> /// <param name="par"> 奇偶校验位 </param> /// <param name="sBits"> 停止位 </param> /// <param name="dBits"> 数据位 </param> /// <param name="name"> 串口号 </param> public SerialPortUtil( string name, string baud, string par, string dBits, string sBits) { _portName = name; _baudRate = (SerialPortBaudRates)Enum.Parse( typeof (SerialPortBaudRates), baud); _parity = (Parity)Enum.Parse( typeof (Parity), par); _dataBits = (SerialPortDatabits)Enum.Parse( typeof (SerialPortDatabits), dBits); _stopBits = (StopBits)Enum.Parse( typeof (StopBits), sBits); comPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(comPort_DataReceived); comPort.ErrorReceived += new SerialErrorReceivedEventHandler(comPort_ErrorReceived); }
构造函数做好了，就很方便在实际的窗体界面函数中构造串口实例了，如下使用代码所示：
private void btnConnect_Click( object sender, EventArgs e) { try { if (serial == null ) { try { string portname = this .txtPort.Text; SerialPortBaudRates rate = (SerialPortBaudRates)Enum.Parse( typeof (SerialPortBaudRates), this .txtBaudRate.Text); // int.Parse(this.txtBaudRate.Text); SerialPortDatabits databit = (SerialPortDatabits) int .Parse( this .txtDataBits.Text); Parity party = (Parity)Enum.Parse( typeof (Parity), this .txtParity.Text); StopBits stopbit = (StopBits)Enum.Parse( typeof (StopBits), this .txtStopBit.Text); // 使用枚举参数构造 // serial = new SerialPortUtil(portname, rate, party, databit, stopbit); // 使用字符串参数构造 serial = new SerialPortUtil(portname, this .txtBaudRate.Text, this .txtParity.Text, this .txtDataBits.Text, this .txtStopBit.Text); serial.DataReceived += new DataReceivedEventHandler(serial_DataReceived); } catch (Exception ex) { MessageBox.Show(ex.Message); serial = null ; return ; } } if ( ! isOpened) { serial.OpenPort(); btnConnect.Text = " 断开 " ; } else { serial.ClosePort(); serial = null ; btnConnect.Text = " 连接 " ; } isOpened = ! isOpened; this .btnSend.Enabled = isOpened; this .lblTips.Text = isOpened ? " 已连接 " : " 未连接 " ; } catch (Exception ex) { this .lblTips.Text = ex.Message; MessageBox.Show(ex.Message); } }
4、对串口数据的发送以及串口的一些基本操作进行简单封装，方便辅助类对串口进行相关操作。
/// <summary> /// 端口是否已经打开 /// </summary> public bool IsOpen { get { return comPort.IsOpen; } } /// <summary> /// 打开端口 /// </summary> /// <returns></returns> public void OpenPort() { if (comPort.IsOpen) comPort.Close(); comPort.PortName = _portName; comPort.BaudRate = ( int )_baudRate; comPort.Parity = _parity; comPort.DataBits = ( int )_dataBits; comPort.StopBits = _stopBits; comPort.Open(); } /// <summary> /// 关闭端口 /// </summary> public void ClosePort() { if (comPort.IsOpen) comPort.Close(); } /// <summary> /// 丢弃来自串行驱动程序的接收和发送缓冲区的数据 /// </summary> public void DiscardBuffer() { comPort.DiscardInBuffer(); comPort.DiscardOutBuffer(); } /// <summary> /// 写入数据 /// </summary> /// <param name="msg"></param> public void WriteData( string msg) { if ( ! (comPort.IsOpen)) comPort.Open(); comPort.Write(msg); } /// <summary> /// 写入数据 /// </summary> /// <param name="msg"> 写入端口的字节数组 </param> public void WriteData( byte [] msg) { if ( ! (comPort.IsOpen)) comPort.Open(); comPort.Write(msg, 0 , msg.Length); } /// <summary> /// 写入数据 /// </summary> /// <param name="msg"> 包含要写入端口的字节数组 </param> /// <param name="offset"> 参数从0字节开始的字节偏移量 </param> /// <param name="count"> 要写入的字节数 </param> public void WriteData( byte [] msg, int offset, int count) { if ( ! (comPort.IsOpen)) comPort.Open(); comPort.Write(msg, offset, count); }
6、接收数据的还原
这样基本上就对串口封装的差不多了，不过还有一个重要的操作就是对串口的数据进行接收，并进行处理。由于串口获取数据不是一次性完整的获取的，可能会被拆分为好几段，因此，如何还原接收到的数据也就是一个值得注意的问题，这个最好能根据协议来确定，如我的协议基本上是以“~”符号开始，以“#”符号结束，因此我对协议数据的还原，就有可依据的准则。
1）首先要构造一个数据处理的代理，和一个数据处理的事件参数类，如下所示。
public class DataReceivedEventArgs : EventArgs { public string DataReceived; public DataReceivedEventArgs( string m_DataReceived) { this .DataReceived = m_DataReceived; } } public delegate void DataReceivedEventHandler(DataReceivedEventArgs e);
2）然后构造一个数据接收和错误处理的事件，如下所示
/// <summary> /// 完整协议的记录处理事件 /// </summary> public event DataReceivedEventHandler DataReceived; public event SerialErrorReceivedEventHandler Error;
3）在构造函数添加相关的事件处理，如下所示
/// <summary> /// 参数构造函数（使用枚举参数构造） /// </summary> /// <param name="baud"> 波特率 </param> /// <param name="par"> 奇偶校验位 </param> /// <param name="sBits"> 停止位 </param> /// <param name="dBits"> 数据位 </param> /// <param name="name"> 串口号 </param> public SerialPortUtil( string name, SerialPortBaudRates baud, Parity par, SerialPortDatabits dBits, StopBits sBits) { _portName = name; _baudRate = baud; _parity = par; _dataBits = dBits; _stopBits = sBits; comPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(comPort_DataReceived); comPort.ErrorReceived += new SerialErrorReceivedEventHandler(comPort_ErrorReceived); }
4）实现对数据的接收和错误的处理
/// <summary>
/// 结束符比特
/// </summary>
public byte EndByte = 0x23;//string End = "#";
在数据的接收还原中，我们用到了
EndByte的变量，这个变量是协议数据的结束字符，如果检测到有这个字符的，就表明收到了一条完整的协议，可以把收到的字节数组组装成文本字符串，然后交给委托事件进行处理即可。
在外部的宿主程序中，当有数据收到的时候，辅助类会通知其对数据进行处理，如我们在宿主程序中绑定处理代码如下所示。
void serial_DataReceived(DataReceivedEventArgs e) { this .txtReceived.Invoke( new MethodInvoker( delegate { this .txtReceived.AppendText(e.DataReceived + Environment.NewLine); })); }
这样，一旦收到一条完整的协议，界面上就会在文本框中增加一行数据，如前面的图所示
最后呈上该串口辅助类库提供下载，欢迎大家提供改善意见，多多交流。
主要研究技术：代码生成工具、Visio二次开发、送水管理软件等共享软件开发 转载请注明出处：撰写人：伍华聪