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在C#中使用SerialPort类实现串口通信
Alin|2015-9-30

在.NET Framework 2.0中提供了SerialPort类,该类主要实现串口数据通信等。本文章将本人在学习过程中从网络上搜集到的相关信息写出来供大家参考。
下面主要介绍该类的主要属性(表1)和方法(表.2)。
如果需要了解更多的信息请登录http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.io.ports.serialport(VS.80).aspx查看。
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《使用System.IO.Ports读取COM口数据》
http://www.devasp.net/net/articles/display/727.html
表1 SerialPort类的常用属性
名 称         说 明
BaseStream      获取 SerialPort 对象的基础 Stream 对象
BaudRate          获取或设置串行波特率
BreakState        获取或设置中断信号状态
BytesToRead    获取接收缓冲区中数据的字节数
BytesToWrite   获取发送缓冲区中数据的字节数
CDHolding        获取端口的载波检测行的状态
CtsHolding       获取“可以发送”行的状态
DataBits           获取或设置每个字节的标准数据位长度
DiscardNull      获取或设置一个值,该值指示 Null 字节在端口和接收缓冲区之间传输时是否被忽略
DsrHolding       获取数据设置就绪 (DSR) 信号的状态
DtrEnable         获取或设置一个值,该值在串行通信过程中启用数据终端就绪 (DTR) 信号
Encoding          获取或设置传输前后文本转换的字节编码
Handshake       获取或设置串行端口数据传输的握手协议
IsOpen             获取一个值,该值指示 SerialPort 对象的打开或关闭状态
NewLine          获取或设置用于解释 ReadLine( )和WriteLine( )方法调用结束的值
Parity               获取或设置奇偶校验检查协议
ParityReplace  获取或设置一个字节,该字节在发生奇偶校验错误时替换数据流中的无效字节
PortName         获取或设置通信端口,包括但不限于所有可用的 COM 端口
ReadBufferSize         获取或设置 SerialPort 输入缓冲区的大小
ReadTimeout            获取或设置读取操作未完成时发生超时之前的毫秒数
ReceivedBytesThreshold          获取或设置 DataReceived 事件发生前内部输入缓冲区中的字节数
RtsEnable                 获取或设置一个值,该值指示在串行通信中是否启用请求发送 (RTS) 信号
StopBits                    获取或设置每个字节的标准停止位数
WriteBufferSize        获取或设置串行端口输出缓冲区的大小
WriteTimeout           获取或设置写入操作未完成时发生超时之前的毫秒数
表2 SerialPort类的常用方法
方 法 名 称  说 明
Close                 关闭端口连接,将 IsOpen 属性设置为False,并释放内部 Stream 对象
Open                 打开一个新的串行端口连接
Read                 从 SerialPort 输入缓冲区中读取
ReadByte          从 SerialPort 输入缓冲区中同步读取一个字节
ReadChar          从 SerialPort 输入缓冲区中同步读取一个字符
ReadLine           一直读取到输入缓冲区中的 NewLine 值
ReadTo              一直读取到输入缓冲区中指定 value 的字符串
Write                 已重载。将数据写入串行端口输出缓冲区
WriteLine          将指定的字符串和 NewLine 值写入输出缓冲区
 
使用SerialPort类的方法:
方法一:
首先要添加
using System.IO;
using System.IO.Ports;
1...在类的内部定义SerialPort com;
2...打开串口
com = new SerialPort();
com.BaudRate = 115200;
com.PortName = "COM1";
com.DataBits = 8;
com.Open();//打开串口
3...发送数据
Byte[] TxData ={1,2,3,4,5,6,7,8 };
com.Write(TxData, 0, 8);
4...接收数据
4.1使用事件接收
this.com.DataReceived += new System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventHandler(this.OnDataReceived);
private void OnDataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
4.2使用线程接收
接收数据启动一个线程,使其接收。
在类的内部定义
Thread _readThread;
bool _keepReading;
打开串口后启动线程
_keepReading = true;
_readThread = new Thread(ReadPort);
_readThread.Start();
//线程函数
private void ReadPort()
{
while (_keepReading)
{
if (com.IsOpen)
{
byte[] readBuffer = new byte[com.ReadBufferSize + 1];
try
{
// If there are bytes available on the serial port,
// Read returns up to "count" bytes, but will not block (wait)
// for the remaining bytes. If there are no bytes available
// on the serial port, Read will block until at least one byte
// is available on the port, up until the ReadTimeout milliseconds
// have elapsed, at which time a TimeoutException will be thrown.
int count = com.Read(readBuffer, 0, com.ReadBufferSize);
String SerialIn = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(readBuffer, 0, count);
if (count != 0)
//byteToHexStr(readBuffer);
ThreadFunction(byteToHexStr(readBuffer,count));
}
catch (TimeoutException) { }
}
else
{
TimeSpan waitTime = new TimeSpan(0, 0, 0, 0, 50);
Thread.Sleep(waitTime);
}
}
}
public void ThreadFunction(string sRecv)
{
//处理数据。。。。
}
方法二:使用C#自带的SerialPor控件。
1...在“工具箱”的“组件”中选择SerialPor控件添加。
2...设置串口并打开
serialPort1.PortName = "COM1";
serialPort1.BaudRate = 9600;
serialPort1.Open();
3...写入数据可以使用Write或者下面的函数
serialPort1.WriteLine(str);
4...添加数据接收的事件
private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
使用中的一些常见问题
C#中SerialPort类中DataReceived事件GUI实时处理方法(来自wanglei_wan@yahoo.com.cn 的看法)
MSDN: 从 SerialPort 对象接收数据时,将在辅助线程上引发 DataReceived 事件。由于此事件在辅助线程而非主线程上引发,因此尝试修改主线程中的一些元素(如 UI 元素)时会引发线程异常。如果有必要修改主 Form 或 Control 中的元素,必须使用 Invoke 回发更改请求,这将在正确的线程上执行.进而要想将辅助线程中所读到的数据显示到主线程的Form控件上时,只有通过Invoke方法来实现 
下面是代码实例:
private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
int SDateTemp = this.serialPort1.ReadByte();
//读取串口中一个字节的数据
this.tB_ReceiveDate.Invoke(
//在拥有此控件的基础窗口句柄的线程上执行委托Invoke(Delegate)
//即在textBox_ReceiveDate控件的父窗口form中执行委托.
new MethodInvoker(
/*表示一个委托,该委托可执行托管代码中声明为 void 且不接受任何参数的任何方法。 在对控件的 Invoke 方法进行调用时或需要一个简单委托又不想自己定义时可以使用该委托。*/
delegate{
/* 匿名方法,C#2.0的新功能,这是一种允许程序员将一段完整代码区块当成参数传递的程序代码编写技术,通过此种方法可 以直接使用委托来设计事件响应 程序以下就是你要在主线程上实现的功能但是有一点要注意,这里不适宜处理过多的方法,因为C#消息机制是消息流水线响应机制,如果这里在主线程上处理语句 的时间过长会导致主UI线程阻塞,停止响应或响应不顺畅,这时你的主form界面会延迟或卡死 */
this.tB_ReceiveDate.AppendText(SDateTemp.ToString());//输出到主窗口文本控件
this.tB_ReceiveDate.Text += " ";}
)
);
}
private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) { int SDateTemp = this.serialPort1.ReadByte(); //读取串口中一个字节的数据 this.tB_ReceiveDate.Invoke( //在拥有此控件的基础窗口句柄的线程上执行委托Invoke(Delegate) //即在textBox_ReceiveDate控件的父窗口form中执行委托. new MethodInvoker( /*表示一个委托,该委托可执行托管代码中声明为 void 且不接受任何参数的任何方法。 在对控件的 Invoke 方法进行调用时或需要一个简单委托又不想自己定义时可以使用该委托。*/ delegate{ /*匿名方法,C#2.0的新功能,这是一种允许程序员将一段完整代码区块当成参数传递的程序代码编写技术,通过此种方法可 以直接使用委托来设计事件响应程序以下就是你要在主线程上实现的功能但是有一点要注意,这里不适宜处理过多的方法,因为C#消息机制是消息流水线响应机 制,如果这里在主线程上处理语句的时间过长会导致主UI线程阻塞,停止响应或响应不顺畅,这时你的主form界面会延迟或卡死 */ this.tB_ReceiveDate.AppendText(SDateTemp.ToString());//输出到主窗口文本控件 this.tB_ReceiveDate.Text += " ";} ) ); }
如何知道当前电脑有哪个串口
在窗体上添加一个comboBox控件。
然后使用comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames()); 或者
string[] portList = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();
for (int i = 0; i < portList.Length; ++i)
{
string name = portList[i];
comboBox1.Items.Add(name);
}
 
SerialPort中串口数据的读取与写入有较大的不同。由于串口不知道数据何时到达,因此有两种方法可以实现串口数据的读取。一、线程实时读串口;二、事件触发方式实现。
由 于线程实时读串口的效率不是十分高效,因此比较好的方法是事件触发的方式。在SerialPort类中有DataReceived事件,当串口的读缓存有 数据到达时则触发DataReceived事件,其中SerialPort.ReceivedBytesThreshold属性决定了当串口读缓存中数据 多少个时才触发DataReceived事件,默认为1。
另外,SerialPort.DataReceived事件运行比较特殊,其运行在辅线程,不能与主线程中的显示数据控件直接进行数据传输,必须用间接的方式实现。如下:

SerialPort spSend; //spSend,spReceive用虚拟串口连接,它们之间可以相互传输数据。spSend发送数据
SerialPort spReceive; //spReceive接受数据
TextBox txtSend; //发送区
TextBox txtReceive; //接受区
Button btnSend; //数据发送按钮
delegate void HandleInterfaceUpdateDelegate(string text); //委托,此为重点
HandleInterfaceUpdateDelegate interfaceUpdateHandle;

public void InitClient() //窗体控件已在初始化
{
interfaceUpdateHandle = new HandleInterfaceUpdateDelegate(UpdateTextBox); //实例化委托对象
spSend.Open(); //SerialPort对象在程序结束前必须关闭,在此说明
spReceive.DataReceived += Ports.SerialDataReceivedEventHandler(spReceive_DataReceived);
spReceive.ReceivedBytesThreshold = 1;
spReceive.Open();
}

public void btnSend_Click(object sender,EventArgs e)
{
spSend.WriteLine(txtSend.Text);
}

public void spReceive_DataReceived(object sender,Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
{
byte[] readBuffer = new byte[spReceive.ReadBufferSize];
spReceive.Read(readBuffer, 0, readBuffer.Length);
this.Invoke(interfaceUpdateHandle, new string[] { Encoding.Unicode.GetString(readBuffer) });
}

private void UpdateTextBox(string text)
{
txtReceive.Text = text;
}
 
private string StringToHexString(string s,Encoding encode)
        {
            byte[] b = encode.GetBytes(s);//按照指定编码将string编程字节数组
            string result = string.Empty;
            for (int i = 0; i < b.Length; i++)//逐字节变为16进制字符,以%隔开
            {
                result += "%"+Convert.ToString(b[i], 16);
            }
            return result;
        }
        private string HexStringToString(string hs, Encoding encode)
        {
            //以%分割字符串,并去掉空字符
            string[] chars = hs.Split(new char[]{'%'},StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
            byte[] b = new byte[chars.Length];
            //逐个字符变为16进制字节数据
            for (int i = 0; i < chars.Length; i++)
            {
                b[i] = Convert.ToByte(chars[i], 16);
            }
            //按照指定编码将字节数组变为字符串
            return encode.GetString(b);
        }

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