三步教会你 Unity串口通讯

由于刚换了工作，新工作是搞串口方面的，这几天做了几个项目，期间从网上也没有看到讲的很通透的文章。
所以我今天给 需要了解串口或者对串口感兴趣却无从下手的小伙伴讲讲， 什么是串口？， 如何进行串口通讯？。

1、串口简介

串行接口（串口）通常指COM接口，是采用串行通信方式的扩展接口。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。特别适用于远距离通信。

查看串口：右键 我的电脑-管理-设备管理器-端口

选择一个端口，双击查看属性。

这里通过串口属性，可以知道以下数据：
波特率：这是一个衡量符号传输速率的参数。
数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。
停止位：用于表示单个包的最后一位。
奇偶校验：在串口通信中一种简单的检错方式。
对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配。

3、串口通信原理：

串行接口在嵌入式系统中是一种重要的数据通信接口，其本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。在发送数据时，数据从CPU经串行端口，字节数据转换为串行的位；在接收数据时，串行的位转换为字节数据。

4、常用的协议：

RS-232: 标准串口，最常用的一种串行通讯接口采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯, 是为点对点通讯而设计的。
RS-422: 支持点对多的双向通信。采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。
RS-485: 从RS-422基础上发展而来的， RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，但它比RS-422有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。
串口的接口标准规范9针串口：

针脚功能：
1、数据载波检测(DCD)
2、串口接收数据(RXD)
3、串口发出数据(TXD)
4、数据终端就绪(DTR)
5、信号地线(GND)
6、数据发送就绪(DSR)
7、发送数据请求(RTS)
8、清除发送(CTS)
9、铃声指示(RI)

我在现在用的是CH340芯片进行传输

二、使用C#和Unity进行串口编程

在对串口进行编程时候，我们要向串口发送指令，然后我们解析串口返回的指令。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。详细信息可以参看（MSDN技术文档）
1、 常用的字段：
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：获取或设置奇偶效验检查协议
StopBits：获取或设置每个字节的标准停止位数
2、 常用方法：
Close：关闭端口连接，将IsOpen属性设置false,并释放内部Stream对象
GetPortNames：获取当前计算机的串行端口名称数组
Open：打开一个新的串行端口连接
Read：从SerialPort输入缓冲区中读取
Write：将数据写入串行端口输出缓冲区
3、常用事件：
DataReceived：表示将处理SerialPort对象的数据接收事件的方法
DisPosed：通过调用释放组件时发生Dispose方法（继承自Component）
4、SerialPort 控件使用流程
流程是设置通信端口号及波特率、数据位、停止位和校验位，再打开端口连接、发送数据、接收数据，最后关闭端口连接步骤。

三、编程遇到的问题

1、没有将Unity3D的API平台切换成.NET2.0，这时Unity编写SerialPort类会报错。
解决方法：将Unity3D的API平台切换成.NET2.0，切换方法： “Edit–>project Setting–>Player–>Other Setting –>Api Compatibility level”。在这里将“.NET2.0 Subset”切换为“.NET2.0”
2、Unity的目标平台没有切换为Windows平台，会提示该命名空间不支持SystemIO,提示你切换工具。
解决方法：把目标平台切换为Windows平台，否则是其他平台会报错误。
3、串口发送的信息不能正常解析
解决方法：把串口发送的消息使用字节流进行转换。（字符流转换）
4、串口接收信息的缺失问题
（1）接收字符串（string）：port.ReadLine()
数据接收可能错误，数据丢失，数据接收不到
（2）接收字节数组（byte[]）：port.Read()
接收数据断层，会分两次接收完整数据
（3）接收单个字节（byte）：port.ReadByte()
将接收到的数据进行组合
5.第一次发送数据的时候，往往会丢失数据尾（和知名大佬总结得出，最后会在文章底部@大佬）
比如发送：64 64 80 89 第一次接收的可能是64 80 89 0
解决方法：

			//40405059 暂停
            if (paramByte[0] == (byte)64 && paramByte[1] == (byte)64 && paramByte[2] == (byte)80 && paramByte[3] == (byte)89)
            {
					Debug.Log("AA");
            }
			else if (paramByte[0] == (byte)64 && paramByte[1] == (byte)80 && paramByte[2] == (byte)89)
            {
					Debug.Log("AA");
            }

通过以上代码，可以完美避开这个坑，第二次就会正常。

四、源代码分享

下面的代码，复制粘贴后，新建空物体挂在脚本就可以配合串口助手使用。

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 定义串口属性
    public GUIText gui;
    //public GUIText Test;
    //定义基本信息
    public string portName = "COM3";//串口名
    public int baudRate = 9600;//波特率
    public Parity parity = Parity.None;//效验位
    public int dataBits = 8;//数据位
    public StopBits stopBits = StopBits.One;//停止位
    SerialPort sp = null;
    Thread dataReceiveThread;
    //发送的消息
    string message = "";
    public List<byte> listReceive = new List<byte>();
    char[] strchar = new char[100];//接收的字符信息转换为字符数组信息
    string str;
    #endregion
    void Start()
    {
        OpenPort();
        dataReceiveThread = new Thread(new ThreadStart(DataReceiveFunction));
        dataReceiveThread.Start();
    }
    void Update()
    {

    }

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



    #region 程序退出时关闭串口
    void OnApplicationQuit()
    {
        ClosePort();
    }
    public void ClosePort()
    {
        try
        {
            sp.Close();
            dataReceiveThread.Abort();
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Debug.Log(ex.Message);
        }
    }
    #endregion


    /// 

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

    #region 接收数据
    void DataReceiveFunction()
    {
        #region 按单个字节发送处理信息，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 按字节数组发送处理信息，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);//接收字节
                    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 发送数据
    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 发送";//测试字符串
        if (GUILayout.Button("Send Test"))
        {
            WriteData(test);
        }
    }
    #endregion
}

五、其他问题

每台电脑的串口都是不一样的，比如你从A电脑，插上去设备管理器显示的是COM 2，你程序中定义的是COM2，这样可以实现通讯。
如果你换了台电脑B，但是现在B电脑串口是COM10，你代码中还是COM2，就没办法完成通讯了。
解决方案一：通过读取TXT文档，来设置COM口。

public static string portName = "";//串口名称
void Start()
    {
        string path = Application.streamingAssetsPath + "/config.txt";
        string[] strs = File.ReadAllLines(path);
        if (strs.Length > 0) portName = strs[0];
        Debug.Log(strs.Length);
    }

解决方案二：通过读取电脑注册表，来动态设置COM口。

public string getPortName = "";//串口名称
void Start()
	{
		List<string> protReg = GetPortFromReg();

		if (protReg.Count > 0)
		{
			getPortName = protReg[2];//0是默认第一接口.
		}
		else
		{
			Debug.Log("获取不到端口");
		}
		Debug.Log("当前COM口配置为："+getPortName);
	}

这样就可以动态获取COM口，但是此方法多少还是有局限性，想要准确无误，还是要用解决一方法（通过TXT文本配置）。

好了 本期文章到这里就结束了，有什么好的建议和疑问，欢迎留言！

感谢大佬一直以来的帮助@恬静的小魔龙 https://blog.csdn.net/q764424567