C#開發串口通信實例及串口基礎

一、串口通信簡介

       串行接口（串口）是一種可以將接受來自CPU的並行數據字符轉換為連續的串行數據流發送出去，同時可將接受的串行數據流轉換為並行的數據字符供給CPU的器件。一般完成這種功能的電路，我們稱為串行接口電路。

       串口通信（Serial Communications）的概念非常簡單，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。串口通信最重要的參數是波特率、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。

二、C#串口編程類

       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。其中詳細成員介紹參看MSDN文檔。下面介紹其常用的字段、方法和事件。

  1. 常用字段：

名稱	說明
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	獲取或設置奇偶校驗檢查協議
StopBits	獲取或設置每個字節的標准停止位數

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 常用方法：

名稱	說明
Close	關閉端口連接，將 IsOpen 屬性設置為 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：

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

 

 

 

三、C#開發串口實例

前台頁面：

 后台代碼：

using System;
using System.IO.Ports;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

namespace SerialPort
{
    public partial class SerialPort : Form
    {
        String serialPortName;
        public SerialPort()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            string[] ports = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();//獲取電腦上可用串口號
            comboBox1.Items.AddRange(ports);//給comboBox1添加數據
            comboBox1.SelectedIndex = comboBox1.Items.Count > 0 ? 0 : -1;//如果里面有數據,顯示第0個

            comboBox2.Text = "115200";/*默認波特率:115200*/
            comboBox3.Text = "1";/*默認停止位:1*/
            comboBox4.Text = "8";/*默認數據位:8*/
            comboBox5.Text = "無";/*默認奇偶校驗位:無*/
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (button1.Text == "打開串口"){//如果按鈕顯示的是打開
                try{//防止意外錯誤
                    serialPort1.PortName = comboBox1.Text;//獲取comboBox1要打開的串口號
                    serialPortName = comboBox1.Text;
                    serialPort1.BaudRate = int.Parse(comboBox2.Text);//獲取comboBox2選擇的波特率
                    serialPort1.DataBits = int.Parse(comboBox4.Text);//設置數據位
                    /*設置停止位*/
                    if (comboBox3.Text == "1") { serialPort1.StopBits = StopBits.One; }
                    else if (comboBox3.Text == "1.5") { serialPort1.StopBits = StopBits.OnePointFive; }
                    else if (comboBox3.Text == "2") { serialPort1.StopBits = StopBits.Two; }
                    /*設置奇偶校驗*/
                    if (comboBox5.Text == "無") { serialPort1.Parity = Parity.None; }
                    else if (comboBox5.Text == "奇校驗") { serialPort1.Parity = Parity.Odd; }
                    else if (comboBox5.Text == "偶校驗") { serialPort1.Parity = Parity.Even; }

                    serialPort1.Open();//打開串口
                    button1.Text = "關閉串口";//按鈕顯示關閉串口
                }
                catch (Exception err)
                {
                    MessageBox.Show("打開失敗"+ err.ToString(), "提示!");//對話框顯示打開失敗
                }
            }
            else{//要關閉串口
                try{//防止意外錯誤
                    serialPort1.Close();//關閉串口
                }
                catch (Exception){}
                button1.Text = "打開串口";//按鈕顯示打開
            }
        }

        protected override void WndProc(ref Message m)
        {
            if (m.Msg == 0x0219){//設備改變
                if (m.WParam.ToInt32() == 0x8004){//usb串口拔出
                    string[] ports = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();//重新獲取串口
                    comboBox1.Items.Clear();//清除comboBox里面的數據
                    comboBox1.Items.AddRange(ports);//給comboBox1添加數據
                    if (button1.Text == "關閉串口"){//用戶打開過串口
                        if (!serialPort1.IsOpen){//用戶打開的串口被關閉:說明熱插拔是用戶打開的串口
                            button1.Text = "打開串口";
                            serialPort1.Dispose();//釋放掉原先的串口資源
                            comboBox1.SelectedIndex = comboBox1.Items.Count > 0 ? 0 : -1;//顯示獲取的第一個串口號
                        }
                        else{
                            comboBox1.Text = serialPortName;//顯示用戶打開的那個串口號
                        }
                    }
                    else{//用戶沒有打開過串口
                        comboBox1.SelectedIndex = comboBox1.Items.Count > 0 ? 0 : -1;//顯示獲取的第一個串口號
                    }
                }
                else if (m.WParam.ToInt32() == 0x8000){//usb串口連接上
                    string[] ports = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();//重新獲取串口
                    comboBox1.Items.Clear();
                    comboBox1.Items.AddRange(ports);
                    if (button1.Text == "關閉串口"){//用戶打開過一個串口
                        comboBox1.Text = serialPortName;//顯示用戶打開的那個串口號
                    }
                    else{
                        comboBox1.SelectedIndex = comboBox1.Items.Count > 0 ? 0 : -1;//顯示獲取的第一個串口號
                    }
                }
            }
            base.WndProc(ref m);
        }

        private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            int len = serialPort1.BytesToRead;//獲取可以讀取的字節數
            byte[] buff = new byte[len];//創建緩存數據數組
            serialPort1.Read(buff, 0, len);//把數據讀取到buff數組
            
            Invoke((new Action(() =>{//C# 3.0以后代替委托的新方法
                
                    textBox1.AppendText(Encoding.Default.GetString(buff));//對話框追加顯示數據
            })));
        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            textBox1.Clear();//清除接收對話框顯示的數據
        }

        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            String Str = textBox2.Text.ToString();//獲取發送文本框里面的數據
            try
            {
                if (Str.Length > 0)
                {
                   
                        serialPort1.Write(Str);//串口發送數據
                    
                }
            }
            catch (Exception){ }
        }

        private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            textBox2.Clear();//清除發送文本框里面的內容
        }
    }
}