SerialPort 串口编程知识整理（一）

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;
            }
            
        }
    }
}

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;
        }

        
    }
}