（SerialPort）串口编程知识整理：（一）基本概念和项目实践概述
1、基本概念
MS在 .NET FrameWork2.0中对串口通讯进行了封装，我们可以在.net2.0及以上版本开发时直接使用SerialPort类对串口进行读写操作。
SerialPort类的属性主要包括：
串口名称（PortName）
波特率（BaudRate）
数据位 DataBits
停止位 StopBits
奇偶校验 Parity
握手协议 Handshake
SerialPort类的事件主要包括：
DataReceived：用于异步接收串口数据
SerialPort类的方法主要包括：
Open();Close();Read();Write()等。
相关内容可以参考MSDN或者博文
http://www.cnblogs.com/tony-yang/archive/2009/06/03/learnserialport.html
http://www.cnblogs.com/hocylan/archive/2008/03/13/1103624.html
2、需求和场景介绍
本文是基于之前开发的一个油站项目，主要功能是实现对加油机数据的采集和对加油机的一些控制，例如停开机、设置单价、定量定额加油等操作。
系统通过PC机串口，与下位机进行通讯，下位机和加油机进行通讯，负责采集加油机数据和控制加油机的操作。
3、设计思想
(1)在界面设计上，由于系统启动后要始终实时监控加油数据，采用了SDI展示方式。
截图如下：
(2)在系统设计方面，加油机监控软件具有一定的实时性、稳定性和数据并发的非功能性需求。所以在对加油数据采集时，使用事件DataReceived，用于异步接收串口数据。使用watchdog方式监控系统消息，通过缓存池对数据进行过滤，减轻数据库的压力，提高系统性能。
4、代码演示
系统采用CS结构，使用SerialPort类进行串口通讯。对SerialPort类进行了封装，以保证多个窗体间对串口实例的调用。
封装的串口通讯类参考：http://blog.csdn.net/yefanqiu/archive/2007/03/27/1543187.aspx
串口通讯类：SerialPortDao.cs
/*
----------------------------------------------------------------
// Copyright (C) 北京****科技有限公司
// 版权所有。
//
// 文件名：SerialPortDao
// 文件功能描述：封装串口组件，实现对串口的统一访问和操作
//
//
// 创建标识：** 2009-5-23
//
// 修改标识：**
// 修改描述：
//---------------------------------------------------------------- */
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.IO.Ports;
namespace LY.FuelStationPOS.Protocol
{
/// <summary>
/// 提供对串口的统一访问
/// </summary>
public sealed class SerialPortDao
{
#region 事件和字段定义
public event PortDataReceivedEventHandle Received;
public SerialPort serialPort = null ;
public bool ReceiveEventFlag = false ; // 接收事件是否有效 false表示有效
private static readonly SerialPortDao instance = new SerialPortDao();
#endregion
#region 属性定义
private string protName;
public string PortName
{
get { return serialPort.PortName; }
set
{
serialPort.PortName = value;
protName = value;
}
}
#endregion
#region 构造函数
private SerialPortDao()
{
LoadSerialPort();
}
private void LoadSerialPort()
{
serialPort = new SerialPort();
serialPort.BaudRate = 9600 ;
serialPort.Parity = Parity.Even;
serialPort.DataBits = 8 ;
serialPort.StopBits = StopBits.One;
serialPort.Handshake = Handshake.None;
serialPort.RtsEnable = true ;
serialPort.ReadTimeout = 2000 ;
serialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(DataReceived);
}
#endregion
#region 串口操作集合
/// <summary>
/// 返回串口对象的单个实例
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static SerialPortDao GetSerialPortDao()
{
return instance;
}
/// <summary>
/// 释放串口资源
/// </summary>
~ SerialPortDao()
{
Close();
}
/// <summary>
/// 打开串口
/// </summary>
public void Open()
{
try
{
if ( ! serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Open();
}
}
catch (Exception ex)
{
throw ex;
}
}
/// <summary>
/// 关闭串口
/// </summary>
public void Close()
{
if (serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Close();
}
}
/// <summary>
/// 串口是否打开
/// </summary>
/// <returns></returns>
public bool IsOpen()
{
return serialPort.IsOpen;
}
/// <summary>
/// 数据发送
/// </summary>
/// <param name="data"> 要发送的数据字节 </param>
public void SendData( byte [] data)
{
try
{
serialPort.DiscardInBuffer();
serialPort.Write(data, 0 , data.Length);
}
catch (Exception ex)
{
throw ex;
}
}
/// <summary>
/// 发送命令
/// </summary>
/// <param name="SendData"> 发送数据 </param>
/// <param name="ReceiveData"> 接收数据 </param>
/// <param name="Overtime"> 超时时间 </param>
/// <returns></returns>
public int SendCommand( byte [] SendData, ref byte [] ReceiveData, int Overtime)
{
if (serialPort.IsOpen)
{
try
{
ReceiveEventFlag = true ; // 关闭接收事件
serialPort.DiscardInBuffer(); // 清空接收缓冲区
serialPort.Write(SendData, 0 , SendData.Length);
System.Threading.Thread.Sleep( 50 );
int num = 0 , ret = 0 ;
while (num ++ < Overtime)
{
if (serialPort.BytesToRead >= ReceiveData.Length)
{
break ;
}
System.Threading.Thread.Sleep( 50 );
}
if (serialPort.BytesToRead >= ReceiveData.Length)
{
ret = serialPort.Read(ReceiveData, 0 , ReceiveData.Length);
}
else
{
ret = serialPort.Read(ReceiveData, 0 , serialPort.BytesToRead);
}
ReceiveEventFlag = false ; // 打开事件
return ret;
}
catch (Exception ex)
{
ReceiveEventFlag = false ;
throw ex;
}
}
return - 1 ;
}
/// <summary>
/// 数据发送
/// </summary>
/// <param name="data"> 要发送的数据字符串 </param>
public void SendData( string data)
{
// 禁止接收事件时直接退出
if (ReceiveEventFlag)
{
return ;
}
if (serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Write(data);
}
}
/// <summary>
/// 将指定数量的字节写入输出缓冲区中的指定偏移量处。
/// </summary>
/// <param name="data"> 发送的字节数据 </param>
/// <param name="offset"> 写入偏移量 </param>
/// <param name="count"> 写入的字节数 </param>
public void SendData( byte [] data, int offset, int count)
{
// 禁止接收事件时直接退出
if (ReceiveEventFlag)
{
return ;
}
if (serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Write(data, offset, count);
}
}
/// <summary>
/// 数据接收
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
public void DataReceived( object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
// 禁止接收事件时直接退出
if (ReceiveEventFlag)
{
return ;
}
try
{
byte [] data = new byte [serialPort.BytesToRead];
serialPort.Read(data, 0 , data.Length);
if (Received != null )
{
Received(sender, new PortDataReciveEventArgs(data));
}
}
catch (Exception ex)
{
// throw ex;
}
}
}
}
// Copyright (C) 北京****科技有限公司
// 版权所有。
//
// 文件名：SerialPortDao
// 文件功能描述：封装串口组件，实现对串口的统一访问和操作
//
//
// 创建标识：** 2009-5-23
//
// 修改标识：**
// 修改描述：
//---------------------------------------------------------------- */
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.IO.Ports;
namespace LY.FuelStationPOS.Protocol
{
/// <summary>
/// 提供对串口的统一访问
/// </summary>
public sealed class SerialPortDao
{
#region 事件和字段定义
public event PortDataReceivedEventHandle Received;
public SerialPort serialPort = null ;
public bool ReceiveEventFlag = false ; // 接收事件是否有效 false表示有效
private static readonly SerialPortDao instance = new SerialPortDao();
#endregion
#region 属性定义
private string protName;
public string PortName
{
get { return serialPort.PortName; }
set
{
serialPort.PortName = value;
protName = value;
}
}
#endregion
#region 构造函数
private SerialPortDao()
{
LoadSerialPort();
}
private void LoadSerialPort()
{
serialPort = new SerialPort();
serialPort.BaudRate = 9600 ;
serialPort.Parity = Parity.Even;
serialPort.DataBits = 8 ;
serialPort.StopBits = StopBits.One;
serialPort.Handshake = Handshake.None;
serialPort.RtsEnable = true ;
serialPort.ReadTimeout = 2000 ;
serialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(DataReceived);
}
#endregion
#region 串口操作集合
/// <summary>
/// 返回串口对象的单个实例
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static SerialPortDao GetSerialPortDao()
{
return instance;
}
/// <summary>
/// 释放串口资源
/// </summary>
~ SerialPortDao()
{
Close();
}
/// <summary>
/// 打开串口
/// </summary>
public void Open()
{
try
{
if ( ! serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Open();
}
}
catch (Exception ex)
{
throw ex;
}
}
/// <summary>
/// 关闭串口
/// </summary>
public void Close()
{
if (serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Close();
}
}
/// <summary>
/// 串口是否打开
/// </summary>
/// <returns></returns>
public bool IsOpen()
{
return serialPort.IsOpen;
}
/// <summary>
/// 数据发送
/// </summary>
/// <param name="data"> 要发送的数据字节 </param>
public void SendData( byte [] data)
{
try
{
serialPort.DiscardInBuffer();
serialPort.Write(data, 0 , data.Length);
}
catch (Exception ex)
{
throw ex;
}
}
/// <summary>
/// 发送命令
/// </summary>
/// <param name="SendData"> 发送数据 </param>
/// <param name="ReceiveData"> 接收数据 </param>
/// <param name="Overtime"> 超时时间 </param>
/// <returns></returns>
public int SendCommand( byte [] SendData, ref byte [] ReceiveData, int Overtime)
{
if (serialPort.IsOpen)
{
try
{
ReceiveEventFlag = true ; // 关闭接收事件
serialPort.DiscardInBuffer(); // 清空接收缓冲区
serialPort.Write(SendData, 0 , SendData.Length);
System.Threading.Thread.Sleep( 50 );
int num = 0 , ret = 0 ;
while (num ++ < Overtime)
{
if (serialPort.BytesToRead >= ReceiveData.Length)
{
break ;
}
System.Threading.Thread.Sleep( 50 );
}
if (serialPort.BytesToRead >= ReceiveData.Length)
{
ret = serialPort.Read(ReceiveData, 0 , ReceiveData.Length);
}
else
{
ret = serialPort.Read(ReceiveData, 0 , serialPort.BytesToRead);
}
ReceiveEventFlag = false ; // 打开事件
return ret;
}
catch (Exception ex)
{
ReceiveEventFlag = false ;
throw ex;
}
}
return - 1 ;
}
/// <summary>
/// 数据发送
/// </summary>
/// <param name="data"> 要发送的数据字符串 </param>
public void SendData( string data)
{
// 禁止接收事件时直接退出
if (ReceiveEventFlag)
{
return ;
}
if (serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Write(data);
}
}
/// <summary>
/// 将指定数量的字节写入输出缓冲区中的指定偏移量处。
/// </summary>
/// <param name="data"> 发送的字节数据 </param>
/// <param name="offset"> 写入偏移量 </param>
/// <param name="count"> 写入的字节数 </param>
public void SendData( byte [] data, int offset, int count)
{
// 禁止接收事件时直接退出
if (ReceiveEventFlag)
{
return ;
}
if (serialPort.IsOpen)
{
serialPort.Write(data, offset, count);
}
}
/// <summary>
/// 数据接收
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
public void DataReceived( object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
// 禁止接收事件时直接退出
if (ReceiveEventFlag)
{
return ;
}
try
{
byte [] data = new byte [serialPort.BytesToRead];
serialPort.Read(data, 0 , data.Length);
if (Received != null )
{
Received(sender, new PortDataReciveEventArgs(data));
}
}
catch (Exception ex)
{
// throw ex;
}
}
}
}
串口通讯数据类：PortDataReciveEventArgs
/*
----------------------------------------------------------------
// Copyright (C) 北京****科技有限公司
// 版权所有。
//
// 文件名：PortDataReciveEventArgs
// 文件功能描述：重写PortDataReciveEventArgs参数类
//
//
// 创建标识：** 2009-5-23
//
// 修改标识：
// 修改描述：
//
// 修改标识：
// 修改描述：
//---------------------------------------------------------------- */
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace LY.FuelStationPOS.Protocol
{
public delegate void PortDataReceivedEventHandle( object sender, PortDataReciveEventArgs e);
public class PortDataReciveEventArgs : EventArgs
{
private byte [] data;
public byte [] Data
{
get { return data; }
set { data = value; }
}
public PortDataReciveEventArgs()
{
this .data = null ;
}
public PortDataReciveEventArgs( byte [] data)
{
this .data = data;
}
}
}
// Copyright (C) 北京****科技有限公司
// 版权所有。
//
// 文件名：PortDataReciveEventArgs
// 文件功能描述：重写PortDataReciveEventArgs参数类
//
//
// 创建标识：** 2009-5-23
//
// 修改标识：
// 修改描述：
//
// 修改标识：
// 修改描述：
//---------------------------------------------------------------- */
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace LY.FuelStationPOS.Protocol
{
public delegate void PortDataReceivedEventHandle( object sender, PortDataReciveEventArgs e);
public class PortDataReciveEventArgs : EventArgs
{
private byte [] data;
public byte [] Data
{
get { return data; }
set { data = value; }
}
public PortDataReciveEventArgs()
{
this .data = null ;
}
public PortDataReciveEventArgs( byte [] data)
{
this .data = data;
}
}
}
5、声明
本文来源于实际项目，并且系统的串口通讯很稳定，各位朋友可以放心使用。本文的参考内容都已经标示，如果有任何问题欢迎回复。
接下来准备要分享的内容包括：
本系列文章：
(1)（SerialPort）串口编程知识整理：（一）基本概念和项目实践概述
(2)（SerialPort）串口编程知识整理：（二）串口编程中经常用到的进制转换和其他公共方法