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：
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
23
comboBox_Port.Items.AddRange(SerialPort.GetPortNames());
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;
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
}
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
}
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
}
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
}
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
}
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
}
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
}
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
}
179
byte
[] sendData =
null
;
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
}
202
SendData(sendData);
203
}
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
}
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
}
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
}
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
希望以上内容对入门串口编程有所帮助，在此感谢百度百科的参考和
kasama1953
文章的帮助。
