Unity串口通信

一、串口簡介

 串行接口（串口）通常指COM接口，是采用串行通信方式的擴展接口。串口按位（bit）發送和接收字節。盡管比按字節（byte）的並行通信慢，但是串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據。特別適用於遠距離通信。

1、查看串口：右鍵 我的電腦-管理-設備管理器-端口，選擇一個端口，雙擊查看屬性。

2、 串口屬性:從上圖中可以看到串口屬性，串口通信最重要的屬性參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對於兩個進行通信的端口，這些參數必須匹配。

（1）波特率：這是一個衡量符號傳輸速率的參數。指的是信號被調制以后在單位時間內的變化，即單位時間內載波參數變化的次數，如每秒鍾傳送960個字符，而每個字符格式包含10位（1個起始位，1個停止位，8個數據位），這時的波特率為960Bd，比特率為10位*960個/秒=9600bps。

（2）數據位：這是衡量通信中實際數據位的參數。當計算機發送一個信息包，實際的數據往往不會是8位的，標准的值是6、7和8位。標准的ASCII碼是0～127（7位），擴展的ASCII碼是0～255（8位）。

（3）停止位：用於表示單個包的最后幾位。典型的值為1，1.5和2位。由於數據是在傳輸線上定時的，並且每一個設備有其自己的時鍾，很可能在通信中兩台設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，並且提供計算機校正時鍾同步的機會。

（4）校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。

3、串口通信原理：

串行接口在嵌入式系統中是一種重要的數據通信接口，其本質功能是作為CPU和串行設備間的編碼轉換器。在發送數據時，數據從CPU經串行端口，字節數據轉換為串行的位；在接收數據時，串行的位轉換為字節數據。

4、常用的協議：

RS-232: 標准串口，最常用的一種串行通訊接口采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊, 是為點對點通訊而設計的。

RS-422: 支持點對多的雙向通信。采用單獨的發送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）實現。

RS-485: 從RS-422基礎上發展而來的， RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信，而采用四線連接時，與RS-422一樣只能實現點對多的通信，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。

串口的接口標准規范9針串口：

針腳功能：

1、數據載波檢測(DCD)      

2、串口接收數據(RXD)   

3、串口發出數據(TXD)

4、數據終端就緒(DTR)

5、信號地線(GND)

6、數據發送就緒(DSR)

7、發送數據請求(RTS)

8、清除發送(CTS)

9、鈴聲指示(RI)

二、使用C#和Unity進行串口編程

在對串口進行編程時候，我們要向串口發送指令，然后我們解析串口返回的指令。從.NET Framework 2.0開始，C#提供了SerialPort類用於實現串口控制。命名空間:System.IO.Ports。詳細信息可以參看（MSDN技術文檔）

1、 常用的字段：

PortName：獲取或設置通信端口

BaudRate：獲取或設置串行波特率

DataBits：獲取或設置每個字節的標准數據位長度

Parity：獲取或設置奇偶效驗檢查協議

StopBits：獲取或設置每個字節的標准停止位數

2、 常用方法：

Close：關閉端口連接，將IsOpen屬性設置false,並釋放內部Stream對象

GetPortNames：獲取當前計算機的串行端口名稱數組

Open：打開一個新的串行端口連接

Read：從SerialPort輸入緩沖區中讀取

Write：將數據寫入串行端口輸出緩沖區

3、常用事件：

DataReceived：表示將處理SerialPort對象的數據接收事件的方法

DisPosed：通過調用釋放組件時發生Dispose方法（繼承自Component）

4、SerialPort 控件使用流程

流程是設置通信端口號及波特率、數據位、停止位和校驗位，再打開端口連接、發送數據、接收數據，最后關閉端口連接步驟。

 三、編程遇到的問題

1、沒有將Unity3D的API平台切換成.NET2.0，這時Unity編寫SerialPort類會報錯。

解決方法：將Unity3D的API平台切換成.NET2.0，切換方法： “Edit–>project Setting–>Player–>Other Setting –>Api Compatibility level”。在這里將“.NET2.0 Subset”切換為“.NET2.0”

2、Unity的目標平台沒有切換為Windows平台，會提示該命名空間不支持SystemIO,提示你切換工具。

解決方法：把目標平台切換為Windows平台，否則是其他平台會報錯誤。

3、串口發送的信息不能正常解析

解決方法：把串口發送的消息使用字節流進行轉換。（字符流轉換）

4、串口接收信息的缺失問題

（1）接收字符串（string）：port.ReadLine()

數據接收可能錯誤，數據丟失，數據接收不到

（2）接收字節數組（byte[]）：port.Read()

接收數據斷層，會分兩次接收完整數據

（3）接收單個字節（byte）：port.ReadByte()

將接收到的數據進行組合

代碼可以直接使用，測試有效，直接復制到Unity腳本中和串口調試助手配合使用即可。

 

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.IO.Ports;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Text;

public class PortControl : MonoBehaviour
{
    #region 定義串口屬性
    public GUIText gui;
    //public GUIText Test;
    //定義基本信息
    public string portName = "COM3";//串口名
    public int baudRate = 9600;//波特率
    public Parity parity = Parity.None;//效驗位
    public int dataBits = 8;//數據位
    public StopBits stopBits = StopBits.One;//停止位
    SerialPort sp = null;
    Thread dataReceiveThread;
    //發送的消息
    string message = "";
    public List<byte> listReceive = new List<byte>();
    char[] strchar = new char[100];//接收的字符信息轉換為字符數組信息
    string str;
    #endregion
    void Start()
    {
        OpenPort();
        dataReceiveThread = new Thread(new ThreadStart(DataReceiveFunction));
        dataReceiveThread.Start();
    }
    void Update()
    {

    }

    #region 創建串口，並打開串口
    public void OpenPort()
    {
        //創建串口
        sp = new SerialPort(portName, baudRate, parity, dataBits, stopBits);
        sp.ReadTimeout = 400;
        try
        {
            sp.Open();
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Debug.Log(ex.Message);
        }
    }
    #endregion



    #region 程序退出時關閉串口
    void OnApplicationQuit()
    {
        ClosePort();
    }
    public void ClosePort()
    {
        try
        {
            sp.Close();
            dataReceiveThread.Abort();
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Debug.Log(ex.Message);
        }
    }
    #endregion


    /// <summary>
    /// 打印接收的信息
    /// </summary>
    void PrintData()
    {
        for (int i = 0; i < listReceive.Count; i++)
        {
            strchar[i] = (char)(listReceive[i]);
            str = new string(strchar);
        }
        Debug.Log(str);
    }

    #region 接收數據
    void DataReceiveFunction()
    {
        #region 按單個字節發送處理信息，不能接收中文
        //while (sp != null && sp.IsOpen)
        //{
        //    Thread.Sleep(1);
        //    try
        //    {
        //        byte addr = Convert.ToByte(sp.ReadByte());
        //        sp.DiscardInBuffer();
        //        listReceive.Add(addr);
        //        PrintData();
        //    }
        //    catch
        //    {
        //        //listReceive.Clear();
        //    }
        //} 
        #endregion


        #region 按字節數組發送處理信息，信息缺失
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int bytes = 0;
        while (true)
        {
            if (sp != null && sp.IsOpen)
            {
                try
                {
                    bytes = sp.Read(buffer, 0, buffer.Length);//接收字節
                    if (bytes == 0)
                    {
                        continue;
                    }
                    else
                    {
                        string strbytes = Encoding.Default.GetString(buffer);
                        Debug.Log(strbytes);
                    }
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    if (ex.GetType() != typeof(ThreadAbortException))
                    {
                    }
                }
            }
            Thread.Sleep(10);
        }
        #endregion
    }
    #endregion



    #region 發送數據
    public void WriteData(string dataStr)
    {
        if (sp.IsOpen)
        {
            sp.Write(dataStr);
        }
    }
    void OnGUI()
    {
        message = GUILayout.TextField(message);
        if (GUILayout.Button("Send Input"))
        {
            WriteData(message);
        }
        string test = "AA BB 01 12345 01AB 0@ab 發送";//測試字符串
        if (GUILayout.Button("Send Test"))
        {
            WriteData(test);
        }
    }
    #endregion
}

 

 

 

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