C#上位機(jī)系列教程零基礎(chǔ)入門-串口操作

歡迎來到C#上位機(jī)教程的零基礎(chǔ)入門！本教程將幫助你從零開始學(xué)習(xí)C#編程，并使用C#構(gòu)建上位機(jī)應(yīng)用程序，本教程將以經(jīng)典的串口工具開發(fā)為Demo,講述一個(gè)項(xiàng)目如何去實(shí)現(xiàn)，本節(jié)內(nèi)容將講述串口的操作。

首先簡單介紹下串口通訊中一個(gè)重要的類庫SerialPort,SerialPort 類是用于在計(jì)算機(jī)上通過串行端口與外部設(shè)備進(jìn)行通信的類。串行端口是一種用于在計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的物理接口，例如用于連接調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、傳感器等設(shè)備。在 .NET Framework 和 .NET Core（現(xiàn)在稱為 .NET 5+）等平臺中，System.IO.Ports.SerialPort 類提供了與串行端口進(jìn)行通信的功能。通過此類，您可以打開、關(guān)閉串行端口，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，配置通信參數(shù)等。以下是 SerialPort 類的一些重要方法和屬性：

構(gòu)造函數(shù)：

SerialPort(string portName): 通過指定的串行端口名稱創(chuàng)建一個(gè) SerialPort 實(shí)例。

重要屬性：

PortName: 獲取或設(shè)置要使用的串行端口的名稱。

BaudRate: 獲取或設(shè)置波特率（數(shù)據(jù)傳輸速率）。

DataBits: 獲取或設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)。

Parity: 獲取或設(shè)置奇偶校驗(yàn)位。

StopBits: 獲取或設(shè)置停止位的數(shù)量。

ReadTimeout 和 WriteTimeout: 獲取或設(shè)置讀取和寫入操作的超時(shí)時(shí)間。

方法：

Open(): 打開串行端口以進(jìn)行通信。

Close(): 關(guān)閉串行端口。

Write(byte[] buffer, int offset, int count): 將指定數(shù)量的字節(jié)寫入串行端口。

Read(byte[] buffer, int offset, int count): 從串行端口讀取指定數(shù)量的字節(jié)。

DataReceived 事件：當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)的事件。

使用 SerialPort 類，您可以創(chuàng)建串行端口通信的應(yīng)用程序，如與硬件設(shè)備通信、數(shù)據(jù)采集、傳感器數(shù)據(jù)讀取等。需要注意的是，在使用此類時(shí)，要小心處理異常情況，如端口不可用、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤等。

我們緊接上一節(jié)的教程，在Form窗體中通過拖放的方式加載SerialPort組件如下圖所示

注意，在.Net6中serialPort類庫需要通過NuGet的方式引入。

雙擊Form查看代碼,使用“using”引入“System.IO.Ports”這個(gè)命名空間

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.ComponentModel;

using System.Data;

using System.Drawing;

using System.IO.Ports; //引入命名空間

using System.Text;

using System.Windows.Forms;

System.IO.Ports包含用于控制串行端口的類。最重要的類 SerialPort 為同步和事件驅(qū)動 I/O 提供框架，提供對插針和中斷狀態(tài)的訪問，以及對串行驅(qū)動程序?qū)傩缘脑L問。它可用于包裝 Stream 對象，允許使用流的類訪問串行端口。

雙擊"打開串口"系統(tǒng)自動根據(jù)button按鈕的"Name"屬性生成一個(gè)產(chǎn)生雙擊"打開串口"的事件后調(diào)用的方法,完整代碼如下：

 private void OpenPortBtn_Click(object sender, EventArgs e)

 {

    try

    {

      if (!portOpenFlag)

      {

          //串口號

          serialPort1.PortName = portCbb.Text;

          // 波特率

          serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(baudCbb.Text);

          //檢驗(yàn)位  從枚舉中獲取相應(yīng)的值   FaceType aaa = (FaceType)Enum.Parse(typeof(FaceType), cbFace.Text)

          serialPort1.Parity = (Parity)Enum.Parse(typeof(Parity),checkCbb .Text);

          //數(shù)據(jù)位

          serialPort1.DataBits = Convert.ToInt32(dataBitsCbb.Text);

          //停止位

          serialPort1.StopBits = (StopBits)Enum.Parse(typeof(StopBits),stopBitsCbb.Text);

          serialPort1.Open();

          portOpenFlag = true;

          this.OpenPortBtn.Text = "關(guān)閉串口";

        }

        else

        { 

          portOpenFlag = false;

          serialPort1.Close();

          this.OpenPortBtn.Text = "打開串口";

        }

    }

    catch (Exception ex)

    {

      MessageBox.Show(ex.Message+serialPort1.PortName.ToString());

    }

}

代碼解析：先建立一個(gè)bool類型的串口打開狀態(tài)標(biāo)志位初始狀態(tài)為false：portOpenFlag,如果串口沒有打開。我們初始化配置參數(shù)，主要包括端口號，波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，校驗(yàn)位，并且調(diào)用串口打開函數(shù)，將portOpenFlag置位為true，按鈕文本改為'關(guān)閉串口'，如果串口已經(jīng)打開。   portOpenFlag 置位為 false;并且調(diào)用串口關(guān)閉函數(shù)，將portOpenFlag置位為true，按鈕文本改為'打開串口'，在串口打開或者關(guān)閉的過程中有很多因素導(dǎo)致操作失敗，所以我們用try`````catch捕捉異常，及時(shí)將錯(cuò)誤拋出，避免程序的奔潰

在代碼調(diào)試的過程中，我們需要用虛擬串口工具百度網(wǎng)盤鏈接如下：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1S0XXsXIXE-hQQd9AoCgnFA?pwd=m42i 提取碼：m42i

安裝好虛擬串口工具以后，我們添加兩個(gè)虛擬串口COM2和COM3

同時(shí)我們在電腦的設(shè)備管理器也能看到COM2和COM3.

下面通過代碼獲取到設(shè)備管理器中的COM2和COM3,并且將串口通訊參數(shù)的值設(shè)置為我們想要的默認(rèn)值

首先綁定波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，校驗(yàn)位，的數(shù)據(jù)集合

具體操作如下圖：

波特率

檢驗(yàn)位

數(shù)據(jù)位

停止位

新建一個(gè)SerialPortInit方法，專門用于通訊參數(shù)combox的text值的初始化

 private void SerialPortInit()

  {

      //獲取設(shè)備管理器的串口號  

      string[] ports = SerialPort.GetPortNames();

      //將ports數(shù)組綁定奧串口號comobox 的數(shù)據(jù)源上

      this.portCbb.DataSource = ports;

      this.portCbb.SelectedIndex = 0;

      //波特率   

      this.baudCbb.SelectedIndex = 3;

      //校驗(yàn)位

      this.checkCbb.SelectedIndex = 0;

      //數(shù)據(jù)位

      this.dataBitsCbb.SelectedIndex = 0;

      //停止位

      this.stopBitsCbb.SelectedIndex = 1;

  }

然后再窗體初始化時(shí)調(diào)用此函數(shù)

 private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)

{

    this.SerialPortInit();

}

最終通訊參數(shù)默認(rèn)值如下：

當(dāng)我們選擇打開“COM2”時(shí)，虛擬串口COM2顯示的通訊參數(shù)能夠和串口工具的通訊設(shè)定值對應(yīng)上。