C#做一個簡單的進行串口通信的上位機

1、上位機與下位機

        上位機相當於一個軟體系統，可以用於接收數據、控制數據。即可以對接收到的數據直接發送操控命令來操作數據。上位機可以接收下位機的信號。下位機是一個控制器，是直接控制設備獲取設備狀況的計算機。上位機發出的命令首先給下位機，下位機再根據此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態數據（一般為模擬量），轉換成數位訊號反饋給上位機。上位機不可以單獨使用，而下位機可以單獨使用。

2、串口通信

        串口相當於硬體類型的接口。比如無線傳感節點發送信號到匯聚節點，匯聚節點通過串口將數據傳到計算機中的上位機中，上位機接收信息，並處理。

      串口是按位（bit）發送和接收字節。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埠，這些參數必須匹配。

    a，波特率：這是一個衡量符號傳輸速率的參數。

    b，數據位：這是衡量通信中實際數據位的參數。

    c，停止位：用於表示單個包的最後一位。典型的值為1，1.5和2位。

    d，奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。

3、C#代碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.IO.Ports;
using System.Diagnostics;
namespace serial2
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        SerialPort s = new SerialPort();    //實例化一個串口對象，在前端控制項中可以直接拖過來，但最好是在後端代碼中寫代碼，這樣複製到其他地方不會出錯。s是一個串口的句柄
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;   //防止跨線程訪問出錯，好多地方會用到
            button1.Text = "打開串口";
            int[] item = { 9600,115200};    //定義一個Item數組，遍歷item中每一個變量a，增加到comboBox2的列表中
            foreach (int a in item)
            {
                comboBox2.Items.Add(a.ToString());
            }
           
            comboBox2.SelectedItem = comboBox2.Items[1];    //默認為列表第二個變量
        }
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)   //窗體事件要先配置埠信息。
        {
            string[] ports = SerialPort.GetPortNames();
            comboBox1.Items.AddRange(ports);
            comboBox1.SelectedItem=comboBox1.Items[0];
            //Array.Sort(ports); 
        }
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)   //下面講解中差不多已經講清楚了
        {
            try
            {
                if (!s.IsOpen)
                {
                    s.PortName = comboBox1.SelectedItem.ToString();
                    s.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox2.SelectedItem.ToString());
                    s.Open();
                    s.DataReceived += s_DataReceived;
                    button1.Text = "關閉串口";
                    //MessageBox.Show("串口已打開");
                }
                else
                {
                    s.Close();
                    s.DataReceived -= s_DataReceived;
                    button1.Text = "打開串口";
                }
            }
            catch (Exception ee)
            {
                MessageBox.Show(ee.ToString());
            }
        }
        void s_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)   //數據接收事件，讀到數據的長度賦值給count，如果是8位（節點內部編程規定好的），就申請一個byte類型的buff數組，s句柄來讀數據
        {
            int count =s.BytesToRead;    
            string str=null ;
            if (count == 8)
            {
                byte[] buff = new byte[count];
                s.Read(buff, 0, count);
                foreach (byte item in buff)    //讀取Buff中存的數據，轉換成顯示的十六進位數
                {
                    str += item.ToString("X2")+" ";
                }
                richTextBox1.Text =System.DateTime.Now.ToString()+": "+ str + "\n" + richTextBox1.Text;      //這是跨線程訪問richtextbox,原程序和DataReceived事件是兩個不同的線程同時在執行
                if (buff[0] == 0x04)   //如果節點是04發來的數據
                {
                    ID.Text = buff[0].ToString();   //這下面是上位機右邊那一段，用來顯示處理好的數據的溫度、溼度、光照、灰塵、ID信息的。buff【0】中存的是數據的ID信息，顯示在ID的Label上面
                    switch (buff[2])   //判斷數據類型  buff【0】和buff【1】代表ID的低位和高位，同理2和3代表數據類型的低位和高位，當2和3的值為1時，4和5代表溫度，6和7代表溼度；
     
         {  
                      case 0x01:       //當2和3的值為1,4和5是溫度，6和7是溼度
          {
                                Tem.Text = (buff[5] * 4 + buff[4] * 0.05 - 30).ToString();
                                Hum.Text = (buff[6]  + buff[7]).ToString();
                                break;
                            }
                        case 0x02://6和7是光照
                       {
                                Light.Text = (buff[6] + buff[7]).ToString();
                                break;
                            }
                        case 0x04://6和7是灰塵
                        {
                                Dust.Text = (buff[6] + buff[7]).ToString();
                                break;
                            }
                        default:
                            break;
                    }
                }
            
            }
            
        }
        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)   //每次發一個字節
   {
            string[] sendbuff = richTextBox2.Text.Split();  //分割輸入的字符串，判斷有多少個字節需要發送
        Debug.WriteLine("發送字節數："+sendbuff.Length);
            foreach (string  item in sendbuff)
            {
                int count = 1;
                byte[] buff = new byte[count];
                buff[0] = byte.Parse(item, System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);//格式化字符串為十六進位數值
              s.Write(buff, 0, count);
            }
        }
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)//刷新右邊的數值
      {
            int count = 1;
            byte[] buff = new byte[count];
            buff[0] = byte.Parse("04", System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);//這裡只顯示04節點的信息
        s.Write(buff, 0, count);
        }
    }
}
 （以上規則均是本實驗室節點內部自定義規則，測試的，外面的相應要改）
4、結果
5、補充四點知識
  1）在程序可能會遇到錯誤的地方，用try+兩個Tab鍵，將代碼寫入try中。比如本例子中的代碼：
 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                if (!s.IsOpen)
                {
                    s.PortName = comboBox1.SelectedItem.ToString();
                    s.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox2.SelectedItem.ToString());
                    s.Open();
                    s.DataReceived += s_DataReceived;
                    button1.Text = "關閉串口";
                    //MessageBox.Show("串口已打開");
                }
                else
                {
                    s.Close();
                    s.DataReceived -= s_DataReceived;
                    button1.Text = "打開串口";
                }
            }
            catch (Exception ee)
            {
                MessageBox.Show(ee.ToString());
            }
        }
如果代碼沒有寫入try中，則可能出現的一種情況是比如有兩個上位機，同時佔用同一個串口，則就會衝突，會出錯。程序就會終止，整個進程結束。而如果寫入try中，並且把拋出異常的catch代碼實例化，即捕獲異常要實例化一個句柄，這樣程序遇到error就不會終止，而會出現報錯的原因。如下圖，我的這個上位機和網上下載的一個上位機同時佔用COM3串口（網上下載的先佔用COM3），這時我的上位機在打開串口時會出現報錯。
2）就我這個上位機而言，需要有打開串口和關閉串口兩個button按鈕，但是考慮到佔地方，當然最重要的還是如果用兩個按鈕來表示，當你按下打開串口，如果忘了是否打開，則是看不出來是不是打開的，所以可以合併為一個button控制項。（代碼還是用上面那一段的代碼）。（感覺很神奇啊）。在button1_Click事件中，先點擊button,如果串口是關閉的，則打開串口，然後把button1.Text的值賦值為「關閉串口」，如果串口本來是關閉的，則點擊按鈕會把button1.Text的值賦值為「打開串口」，同時把接收的數據清空。
3）當輸入一個變量或方法什麼的，它所有有的會自動出現在一個列表，這時，「正方體」代表「方法」，「小鉗子」代表「變量」，「閃電」代表「事件」。
4） 產生對象的事件時
比如輸入s.自動會出現DataReceived事件，再輸入「+=」就會有如上圖提示，按Tab鍵。然後又會如下圖提示
再次按tab鍵，就會自動生成DataReceived事件處理函數。
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