C#上位机:串口通讯
C#上位机:串口通讯
基本介绍
语言与开发技术:
C#、Winform。
串口通讯是上位机的基础功能,可以通过USB等COM串口进行数据的收发,实现数据采集,自动控制等功能。一套完整的串口通讯功能可以分为以下几个功能:属性设置,串口开关(检测),数据发送,数据接收。同时我们还有如下几个重要参数:
波特率:
波特率的大小代表每秒钟可以传输多少个二进制位,如波特率是9600,能每秒传输9600个二进制位。
常用数值:
4800
9600
14400
19200
38400
56000
57600
115200
128000
256000
起始位、停止位
数据包从起始位开始,到停止位结束。起始信号用逻辑0的数据位表示,停止信号由0.5、1、1.5或2个逻辑1的数据位表示,只要双方约定一致即可。
常用数值:
1
1.5
2
None
数据位
起始位之后便是传输的主体数据内容了,也称为有效数据,其长度一般被约定为5、6、7或8位长。
常用数值:
5
6
7
8
奇偶校验位
由于在通讯过程中易受到外部干扰导致传输数据出现偏差,所以在有效数据之后加上校验位解决。
常用数值:
Even
Odd
None
参数配置
先在界面端布置好控件,示例如下:
大致结构:
一些声明:
SerialPort sp = null;//声明一个串口类
bool isOpen = false;//打开串口标志位
bool isSetProperty = false;//属性设置标志位
bool isHex = false;//十六进制显示标志位
后端代码示例:
for (int i = 0; i < 10; i++)//最大支持到串口10,可根据自己需求增加
{
cbxCOMPort.Items.Add("COM" + (i + 1).ToString());
}
cbxCOMPort.SelectedIndex = 0;
//列出常用的波特率
cbxBaudRate.Items.Add("1200");
cbxBaudRate.Items.Add("2400");
cbxBaudRate.Items.Add("4800");
cbxBaudRate.Items.Add("9600");
cbxBaudRate.Items.Add("19200");
cbxBaudRate.Items.Add("38400");
cbxBaudRate.Items.Add("43000");
cbxBaudRate.Items.Add("56000");
cbxBaudRate.Items.Add("57600");
cbxBaudRate.Items.Add("115200");
cbxBaudRate.SelectedIndex = 5;
//列出停止位
cbxStopBits.Items.Add("0");
cbxStopBits.Items.Add("1");
cbxStopBits.Items.Add("1.5");
cbxStopBits.Items.Add("2");
cbxStopBits.SelectedIndex = 1;
//列出数据位
cbxDataBits.Items.Add("8");
cbxDataBits.Items.Add("7");
cbxDataBits.Items.Add("6");
cbxDataBits.Items.Add("5");
cbxDataBits.SelectedIndex = 0;
//列出奇偶校验位
cbxParity.Items.Add("无");
cbxParity.Items.Add("奇校验");
cbxParity.Items.Add("偶校验");
cbxParity.SelectedIndex = 0;
//默认为Char显示
rbnChar.Checked = true;
属性设置,打开串口前代码端的参数配置:
private void SetPortProperty()
{
sp = new SerialPort();
sp.PortName = cbxCOMPort.Text.Trim();//设置串口名
sp.BaudRate = Convert.ToInt32(cbxBaudRate.Text.Trim());//设置串口的波特率
float f = Convert.ToSingle(cbxStopBits.Text.Trim());//设置停止位
if (f == 0)
{
sp.StopBits = StopBits.None;
}
else if (f == 1.5)
{
sp.StopBits = StopBits.OnePointFive;
}
else if (f == 1)
{
sp.StopBits = StopBits.One;
}
else if (f == 2)
{
sp.StopBits = StopBits.Two;
}
else
{
sp.StopBits = StopBits.One;
}
sp.DataBits = Convert.ToInt16(cbxDataBits.Text.Trim());//设置数据位
string s = cbxParity.Text.Trim();//设置奇偶校验位
if (s.CompareTo("无") == 0)
{
sp.Parity = Parity.None;
}
else if (s.CompareTo("奇校验") == 0)
{
sp.Parity = Parity.Odd;
}
else if (s.CompareTo("偶校验") == 0)
{
sp.Parity = Parity.Even;
}
else
{
sp.Parity = Parity.None;
}
sp.ReadTimeout = -1;//设置超时读取时间
sp.RtsEnable = true;
//定义DataReceived事件,当串口收到数据后触发事件
sp.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(sp_DataReceived);
if (rbnHex.Checked)
{
isHex = true;
}
else
{
isHex = false;
}
}
串口开关与检测
串口检测,即检测可用串口,并自动显示在界面:
private void btnCheckCom_Click_1(object sender, EventArgs e)
{
bool comExistence = false;//有可用串口标志位
cbxCOMPort.Items.Clear();//清除当前串口号中的所有串口名称
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
try
{
SerialPort sp = new SerialPort("COM" + (i + 1).ToString());
sp.Open();
sp.Close();
cbxCOMPort.Items.Add("COM" + (i + 1).ToString());
comExistence = true;
}
catch (Exception)
{
continue;
}
}
if (comExistence)
{
cbxCOMPort.SelectedIndex = 0;//使ListBox显示第1个添加的索引
}
else
{
MessageBox.Show("没有找到可用串口!", "错误提示");
}
}
在此处可以添加开关触发接口,检测后自动连接,也可以在多个串口同时需要开启时设置串口位,比如XX功能串口要求串口号1-5,XX功能串口要求串口号6-10,然后在代码中更改for的范围;
串口打开(关闭):
/// <summary>
/// 串口状态检测:是否设置、是否占用
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void btnOpenCom_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (isOpen == false)
{
if (!CheckPortSetting())//检测串口设置
{
MessageBox.Show("串口未设置!", "错误提示");
return;
}
if (!isSetProperty)//串口未设置则设置串口
{
SetPortProperty();
isSetProperty = true;
}
try//打开串口
{
sp.Open();
isOpen = true;
btnOpenCom.Text = "关闭串口";
}
catch (Exception)
{
//打开串口失败后,相应标志位取消
isSetProperty = false;
isOpen = false;
MessageBox.Show("串口无效或已被占用!", "错误提示");
}
}
else
{
try//打开串口
{
sp.Close();
isOpen = false;
isSetProperty = false;
btnOpenCom.Text = "打开串口";
}
finally { }
}
}
数据发送
设置发送数据的格式(字符or十六进制):
/// <summary>
/// 发送串口数据
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (isOpen)//写串口数据
{
try
{
byte[] data = null;
if (SendHex.Checked)
{
data = getBytesFromString(tbxSendData.Text);
sp.Write(data, 0, data.Length);
}
else
sp.WriteLine(tbxSendData.Text);
}
catch (Exception)
{
MessageBox.Show("发送数据时发生错误!", "错误提示");
return;
}
}
else
{
MessageBox.Show("串口未打开!", "错误提示");
return;
}
if (!CheckSendData())//检测要发送的数据
{
MessageBox.Show("请输入要发送的数据!", "错误提示");
return;
}
}
数据接收
接收数据时同样分为16进制接收和字符接收,并显示到界面的Text:
private void sp_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
System.Threading.Thread.Sleep(100);//延时100ms等待接收完数据
// this.Invoke就是跨线程访问ui的方法
this.Invoke((EventHandler)(delegate
{
if (isHex == false)//格式判断
{
tbxRecvData.Text += sp.ReadLine();
}
else
{
Byte[] ReceivedData = new Byte[sp.BytesToRead];
sp.Read(ReceivedData, 0, ReceivedData.Length);
String RecvDataText = null;
String Hexadecimal = null;
for (int i = screen; i < ReceivedData.Length - 1 - screen; i++)
{
RecvDataText += ("0x" + ReceivedData[i].ToString("X2") + "");
Hexadecimal = ReceivedData[i].ToString("X2");
//getHex.Text += Convert.ToString(GetHexadecimalValue(Hexadecimal)) + " ";
}
tbxRecvData.Text += RecvDataText+ "\r\n";
//getHex.Text += "\r\n";
}
sp.DiscardInBuffer();//丢弃接收缓冲区数据
}));
}
相关功能函数
内容检查:
/// <summary>
/// 检查是否发送数据
/// </summary>
/// <returns></returns>
private bool CheckSendData()
{
if (tbxSendData.Text.Trim() == "")
return false;
return true;
}
格式转换:
/// <summary>
/// 把十六进制格式的字符串转换成字节数组。
/// </summary>
/// <param name="pString">要转换的十六进制格式的字符串</param>
/// <returns>返回字节数组。</returns>
public static byte[] getBytesFromString(string pString)
{
string[] str = pString.Split(' '); //把十六进制格式的字符串按空格转换为字符串数组。
byte[] bytes = new byte[str.Length]; //定义字节数组并初始化,长度为字符串数组的长度。
for (int i = 0; i < str.Length; i++) //遍历字符串数组,把每个字符串转换成字节类型赋值给每个字节变量。
bytes[i] = Convert.ToByte(Convert.ToInt32(str[i], 16));
return bytes; //返回字节数组。
}
还有可能用得到的进制转换:
/// <summary>
/// 十六进制换算为十进制
/// </summary>
/// <param name="strColorValue"></param>
/// <returns></returns>
public static int GetHexadecimalValue(String strColorValue)
{
char[] nums = strColorValue.ToCharArray();
int total = 0;
try
{
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
{
String strNum = nums[i].ToString().ToUpper();
switch (strNum)
{
case "A":
strNum = "10";
break;
case "B":
strNum = "11";
break;
case "C":
strNum = "12";
break;
case "D":
strNum = "13";
break;
case "E":
strNum = "14";
break;
case "F":
strNum = "15";
break;
default:
break;
}
double power = Math.Pow(16, Convert.ToDouble(nums.Length - i - 1));
total += Convert.ToInt32(strNum) * Convert.ToInt32(power);
}
}
catch (System.Exception ex)
{
String strErorr = ex.ToString();
return -1;
}
return total;
}