android 串口編程

    最近在做android串口的開發，找到一個開源的串口類android-serialport-api。其主頁在這里http://code.google.com/p/android-serialport-api/  ，這里可以下到APK及對源碼。

    但是下載源碼之后發現源碼不能直接使用，而且源碼結構較為復雜。關於串口的操作不外乎幾步：

   1.打開串口（及配置串口）；

   2.讀串口；

   3.寫串口；

   4.關閉串口。

android-serialport-api的代碼使用了繼承等復雜的行為，不容易使初學者很快掌握關於串口的上述4步，所以我特別自己寫了一個demo，只有一個activity，其中包含了打開串口，寫串口，讀串口的操作，對於關閉串口，大家一開就會不明白怎么寫了。

這篇文章主要參考http://blog.csdn.net/tangcheng_ok/article/details/7021470

還有http://blog.csdn.net/jerome_home/article/details/8452305

 

下面言歸正傳：

 

第一：

  說道android 串口，就不得不提JNI技術，它使得java中可以調用c語言寫成的庫。為可在android中使用串口，android-serialport-api的作者自己寫了一個c語言的動態鏈接庫serial_port.so(自動命名成libserial_port.so），並把它放在了libs/aemeabi 里，其c源文件在JNI中，大家在下載了android-serialport-api的源代碼后，將這兩個文件夾copy到自己新建的工程中即可。

 

第二：

然后將調用c語言寫成的動態鏈接庫的java類放入到src文件夾下的android.serialport包下，這里一定要將包名命名成這個，因為對JNI有一定了解的人就會知道，在寫c語言鏈接庫時候，函數的命名是和調用它的類所在的包名相關的，一旦包名與鏈接庫中函數的命名不相符，就不能調用鏈接庫的函數。這里可以打開jni中的.c文件（他就是動態鏈接庫的源文件），可以看到源碼：

/*
 * Copyright 2009 Cedric Priscal
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <jni.h>

#include "android/log.h"
static const char *TAG="serial_port";
#define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  TAG, fmt, ##args)
#define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)
#define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)

static speed_t getBaudrate(jint baudrate)
{
    switch(baudrate) {
    case 0: return B0;
    case 50: return B50;
    case 75: return B75;
    case 110: return B110;
    case 134: return B134;
    case 150: return B150;
    case 200: return B200;
    case 300: return B300;
    case 600: return B600;
    case 1200: return B1200;
    case 1800: return B1800;
    case 2400: return B2400;
    case 4800: return B4800;
    case 9600: return B9600;
    case 19200: return B19200;
    case 38400: return B38400;
    case 57600: return B57600;
    case 115200: return B115200;
    case 230400: return B230400;
    case 460800: return B460800;
    case 500000: return B500000;
    case 576000: return B576000;
    case 921600: return B921600;
    case 1000000: return B1000000;
    case 1152000: return B1152000;
    case 1500000: return B1500000;
    case 2000000: return B2000000;
    case 2500000: return B2500000;
    case 3000000: return B3000000;
    case 3500000: return B3500000;
    case 4000000: return B4000000;
    default: return -1;
    }
}

/*
 * Class:     cedric_serial_SerialPort
 * Method:    open
 * Signature: (Ljava/lang/String;)V
 */
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_android_serialport_SerialPort_open
  (JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path, jint baudrate)
{
    int fd;
    speed_t speed;
    jobject mFileDescriptor;

    /* Check arguments */
    {
        speed = getBaudrate(baudrate);
        if (speed == -1) {
            /* TODO: throw an exception */
            LOGE("Invalid baudrate");
            return NULL;
        }
    }

    /* Opening device */
    {
        jboolean iscopy;
        const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy);
        LOGD("Opening serial port %s", path_utf);
        fd = open(path_utf, O_RDWR | O_DIRECT | O_SYNC);
        LOGD("open() fd = %d", fd);
        (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);
        if (fd == -1)
        {
            /* Throw an exception */
            LOGE("Cannot open port");
            /* TODO: throw an exception */
            return NULL;
        }
    }

    /* Configure device */
    {
        struct termios cfg;
        LOGD("Configuring serial port");
        if (tcgetattr(fd, &cfg))
        {
            LOGE("tcgetattr() failed");
            close(fd);
            /* TODO: throw an exception */
            return NULL;
        }

        cfmakeraw(&cfg);
        cfsetispeed(&cfg, speed);
        cfsetospeed(&cfg, speed);

        if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))
        {
            LOGE("tcsetattr() failed");
            close(fd);
            /* TODO: throw an exception */
            return NULL;
        }
    }

    /* Create a corresponding file descriptor */
    {
        jclass cFileDescriptor = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");
        jmethodID iFileDescriptor = (*env)->GetMethodID(env, cFileDescriptor, "<init>", "()V");
        jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, cFileDescriptor, "descriptor", "I");
        mFileDescriptor = (*env)->NewObject(env, cFileDescriptor, iFileDescriptor);
        (*env)->SetIntField(env, mFileDescriptor, descriptorID, (jint)fd);
    }

    return mFileDescriptor;
}

/*
 * Class:     cedric_serial_SerialPort
 * Method:    close
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_android_serialport_SerialPort_close
  (JNIEnv *env, jobject thiz)
{
    jclass SerialPortClass = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
    jclass FileDescriptorClass = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");

    jfieldID mFdID = (*env)->GetFieldID(env, SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;");
    jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, FileDescriptorClass, "descriptor", "I");

    jobject mFd = (*env)->GetObjectField(env, thiz, mFdID);
    jint descriptor = (*env)->GetIntField(env, mFd, descriptorID);

    LOGD("close(fd = %d)", descriptor);
    close(descriptor);
}

可以看到，函數的命名規則直接和包名有關。

 

 

第三：

android.serialport包下，有兩個類，分別是SerialPort.java 和SerialPortFinder.java。

其中，SerialPort.java，這個類主要用來加載SO文件，通過JNI的方式打開關閉串口。

/*
 * Copyright 2009 Cedric Priscal
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

package android.serialport;

import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

import android.util.Log;

public class SerialPort {

    private static final String TAG = "SerialPort";

    /*
     * Do not remove or rename the field mFd: it is used by native method close();
     */
    private FileDescriptor mFd;
    private FileInputStream mFileInputStream;
    private FileOutputStream mFileOutputStream;

    public SerialPort(File device, int baudrate) throws SecurityException, IOException {

        /* Check access permission */
        if (!device.canRead() || !device.canWrite()) {
            try {
                /* Missing read/write permission, trying to chmod the file */
                Process su;
                su = Runtime.getRuntime().exec("/system/bin/su");
                String cmd = "chmod 777 " + device.getAbsolutePath() + "\n"
                        + "exit\n";
                /*String cmd = "chmod 777 /dev/s3c_serial0" + "\n"
                + "exit\n";*/
                su.getOutputStream().write(cmd.getBytes());
                if ((su.waitFor() != 0) || !device.canRead()
                        || !device.canWrite()) {
                    throw new SecurityException();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                throw new SecurityException();
            }
        }

        mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate);
        if (mFd == null) {
            Log.e(TAG, "native open returns null");
            throw new IOException();
        }
        mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);
        mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);
    }

    // Getters and setters
    public InputStream getInputStream() {
        return mFileInputStream;
    }

    public OutputStream getOutputStream() {
        return mFileOutputStream;
    }

    // JNI
    private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate);
    public native void close();
    static {
        System.loadLibrary("serial_port");
    }
}

可以看到System.loadLibrary("serial_port");一句，這一句就是用來加載動態鏈接庫。我們的串口操作就是要給予這個類來實現。

 

 

含有一個類SerialPortFinder.java，這個類是用來找到系統中可以用的串口的，如果你知道的android設備有什么串口，就不必使用這個類來查找串口了，一次簡化我們的demo。

 

第四：加入我們自己的Activity類

  為了方便我記在android.serialport包下加入了我自己的MyserialActivity.java,大家從上面的圖中也可以看見。

代碼如下：

package android.serialport;


import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;



//import android.serialport.sample.R;
import android.serialport.R;

import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Toast;

public class MyserialActivity extends Activity {
    /** Called when the activity is first created. */


     EditText mReception;
     FileOutputStream mOutputStream;
     FileInputStream mInputStream;
     SerialPort sp;

    @Override

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);


    final Button buttonSetup = (Button)findViewById(R.id.ButtonSetup);
    buttonSetup.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        public void onClick(View v) {
            mReception = (EditText) findViewById(R.id.EditTextRec);

              try {
            sp=new SerialPort(new File("/dev/ttyS2"),9600);
            } catch (SecurityException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }


              mOutputStream=(FileOutputStream) sp.getOutputStream();
              mInputStream=(FileInputStream) sp.getInputStream();

               Toast.makeText(getApplicationContext(), "open",
                        Toast.LENGTH_SHORT).show();

        }
    });



    final Button buttonsend= (Button)findViewById(R.id.ButtonSent1);
    buttonsend.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        public void onClick(View v) {

            try {
                mOutputStream.write(new String("send").getBytes());
                mOutputStream.write('\n');
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }


              Toast.makeText(getApplicationContext(), "send",
                         Toast.LENGTH_SHORT).show();

        }
    });


    final Button buttonrec= (Button)findViewById(R.id.ButtonRec);
    buttonrec.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        public void onClick(View v) {
            int size;

            try {
            byte[] buffer = new byte[64];
            if (mInputStream == null) return;
            size = mInputStream.read(buffer);
            if (size > 0) {
                onDataReceived(buffer, size);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return;
        }

        }
    });
    }
    void onDataReceived(final byte[] buffer, final int size) {
        runOnUiThread(new Runnable() {
            public void run() {
                if (mReception != null) {
                    mReception.append(new String(buffer, 0, size));
                }
            }
        });
    }


}

 

可以看見，功能比較簡單，只有三個按鈕，分別用來打開串口（buttonsetup），寫串口（buttonsend），讀串口（buttonrec），一個文本框用來顯示串口接收到的信息。功能已經簡化到了最簡。

 

下面先說說在模擬器中使用串口的方法：

應先使用-serial選項打開你的模擬器，如圖（修改你模擬器的名字）

然后進入adb shell 

  cd /dev

chmod 777 ttyS2

運行后結果：

相比大家都懂得，我們的串口就是ttyS2，使用chmod命令來獲取對它的操作，否則之后你的應用可能沒有串口的操作權限。

然后運行程序：

其中Console就是打開串口（原諒我偷懶，忘改名字了）。

你可以把你的電腦的COM1連接到另一台電腦的串口上，並在那台電腦上打開你的串口助手之類的軟件，配置好串口（參數不難從源代碼里看出來）。按下模擬器中的send鍵，就能在那台電腦的串口助手中看到:

 

同樣，從那台電腦向這台電腦發送數據也可以顯示

 

至此，這個小demo就完畢了。

  我的源碼在這里：   http://download.csdn.net/detail/akunainiannian/5202173

 

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