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C#串口開發之SerialPort類封裝

2020-09-10 09:25:56 .NET開發

目錄

  • SerialPort類
  • 引數封裝
  • 控制元件操作封裝
  • SerialPortClient類實作
  • SerialPortClient類使用
  • 測驗Demo
  • 參考文章

SerialPort類

微軟在.NET中對串口通訊進行了封裝,我們可以在.net2.0及以上版本開發時直接使用SerialPort類對串口進行讀寫操作,
為操作方便,本文對SerialPort類做了一些封裝,暫時取名為SerialPortClient

SerialPort類的屬性主要包括:

  • 串口名稱(PortName)
  • 波特率(BaudRate)
  • 資料位 DataBits
  • 停止位 StopBits
  • 奇偶校驗 Parity

SerialPort類的事件主要包括:

  • DataReceived:用于異步接收串口資料事件
  • ErrorReceived:錯誤處理事件

SerialPort類的方法主要包括:Open();Close();Read();Write()、DiscardInBuffer()、DiscardOutBuffer()等

引數封裝

波特率、資料位這些引數不是系統內置的列舉型別,為方便實際操作需構造波特率、資料位這兩個列舉物件,

    #region 波特率、資料位的列舉
    /// <summary>
    /// 串口資料位串列(5,6,7,8)
    /// </summary>
    public enum DataBits : int
    {        
        Five = 5,        
        Six = 6,        
        Sevent = 7,        
        Eight = 8
    }

    /// <summary>
    /// 串口波特率串列,
    /// 75,110,150,300,600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,28800,38400,56000,57600,
    /// 115200,128000,230400,256000
    /// </summary>
    public enum BaudRates : int
    {
        BR_75 = 75,
        BR_110 = 110,
        BR_150 = 150,
        BR_300 = 300,
        BR_600 = 600,
        BR_1200 = 1200,
        BR_2400 = 2400,
        BR_4800 = 4800,
        BR_9600 = 9600,
        BR_14400 = 14400,
        BR_19200 = 19200,
        BR_28800 = 28800,
        BR_38400 = 38400,
        BR_56000 = 56000,
        BR_57600 = 57600,
        BR_115200 = 115200,
        BR_128000 = 128000,
        BR_230400 = 230400,
        BR_256000 = 256000
    } 
    #endregion

控制元件操作封裝

對常用的引數下拉串列系結做一個封裝,該操作為封裝類的靜態方法,
為兼容第三方控制元件使用IList介面,不直接使用ComboBox型別作為引數

        #region 靜態方法
        /// <summary>
        /// 設定串口號
        /// </summary>
        /// <param name="obj">需要系結的項的集合(如:ComboBox中項的集合ComboBox.Items)</param>
        public static void SetPortNameValues(IList obj)
        {
            obj.Clear();            
            try
            {                
                foreach (string str in SerialPort.GetPortNames())
                {
                    obj.Add(str);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine("未能查詢到串口名稱——"+e.ToString());                
            }
            
        }

        /// <summary>
        /// 設定波特率
        /// </summary>
        /// <param name="obj">需要系結的項的集合(如:ComboBox中項的集合ComboBox.Items)</param>
        public static void SetBauRateValues(IList obj)
        {
            obj.Clear();
            foreach (BaudRates rate in Enum.GetValues(typeof(BaudRates)))
            {
                obj.Add(((int)rate).ToString());
            }
        }

        /// <summary>
        /// 設定資料位
        /// </summary>
        /// <param name="obj">需要系結的項的集合(如:ComboBox中項的集合ComboBox.Items)</param>
        public static void SetDataBitsValues(IList obj)
        {
            obj.Clear();
            foreach (DataBits databit in Enum.GetValues(typeof(DataBits)))
            {
                obj.Add(((int)databit).ToString());
            }
        }

        /// <summary>
        /// 設定校驗位串列
        /// </summary>
        /// <param name="obj">需要系結的項的集合(如:ComboBox中項的集合ComboBox.Items)</param>
        public static void SetParityValues(IList obj)
        {
            obj.Clear();
            foreach (string str in Enum.GetNames(typeof(Parity)))
            {
                obj.Add(str);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 設定停止位
        /// </summary>
        /// <param name="obj">需要系結的項的集合(如:ComboBox中項的集合ComboBox.Items)</param>
        public static void SetStopBitValues(IList obj)
        {
            obj.Clear();
            foreach (string str in Enum.GetNames(typeof(StopBits)))
            {
                obj.Add(str);
            }
        }
        #endregion

SerialPortClient類實作

該部分代碼是SerialPortClient類非靜態操作部分的實作,完整的類實作需要加上上面的控制元件操作封裝的實作代碼,具體請參照Demo原始碼,

        #region 變數屬性
        public event Action<List<byte>> DataReceived;
        public event SerialErrorReceivedEventHandler ErrorReceived; 

        private SerialPort comPort = new SerialPort();
        private string portName = "COM1";//串口號,默認COM1
        private BaudRates baudRate = BaudRates.BR_9600;//波特率
        private Parity parity = Parity.None;//校驗位
        private StopBits stopBits = StopBits.One;//停止位
        private DataBits dataBits = DataBits.Eight;//資料位        

        /// <summary>
        /// 串口號
        /// </summary>
        public string PortName
        {
            get { return portName; }
            set { portName = value; }
        }

        /// <summary>
        /// 波特率
        /// </summary>
        public BaudRates BaudRate
        {
            get { return baudRate; }
            set { baudRate = value; }
        }

        /// <summary>
        /// 奇偶校驗位
        /// </summary>
        public Parity Parity
        {
            get { return parity; }
            set { parity = value; }
        }

        /// <summary>
        /// 資料位
        /// </summary>
        public DataBits DataBits
        {
            get { return dataBits; }
            set { dataBits = value; }
        }

        /// <summary>
        /// 停止位
        /// </summary>
        public StopBits StopBits
        {
            get { return stopBits; }
            set { stopBits = value; }
        }             
        #endregion

        #region 建構式
        /// <summary>
        /// 無參建構式
        /// </summary>
        public SerialPortClient()
        {
            BoundEvents();
        }

        void BoundEvents()
        {
            comPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(comPort_DataReceived);
            comPort.ErrorReceived += new SerialErrorReceivedEventHandler(comPort_ErrorReceived);
        }

        /// <summary>
        /// 引數建構式(使用列舉引數構造)
        /// </summary>
        /// <param name="baud">波特率</param>
        /// <param name="par">奇偶校驗位</param>
        /// <param name="sBits">停止位</param>
        /// <param name="dBits">資料位</param>
        /// <param name="name">串口號</param>
        public SerialPortClient(string name, BaudRates baud, Parity par, DataBits dBits, StopBits sBits)
        {
            this.portName = name;
            this.baudRate = baud;
            this.parity = par;
            this.dataBits = dBits;
            this.stopBits = sBits;
            BoundEvents();
        }

        /// <summary>
        /// 引數建構式(使用字串引數構造)
        /// </summary>
        /// <param name="baud">波特率</param>
        /// <param name="par">奇偶校驗位</param>
        /// <param name="sBits">停止位</param>
        /// <param name="dBits">資料位</param>
        /// <param name="name">串口號</param>
        public SerialPortClient(string name, string baud, string par, string dBits, string sBits)
        {
            this.portName = name;
            this.baudRate = (BaudRates)Enum.Parse(typeof(BaudRates), baud);
            this.parity = (Parity)Enum.Parse(typeof(Parity), par);
            this.dataBits = (DataBits)Enum.Parse(typeof(DataBits), dBits);
            this.stopBits = (StopBits)Enum.Parse(typeof(StopBits), sBits);
            BoundEvents();
       }
        #endregion

        #region 事件處理函式
        /// <summary>
        /// 資料倉庫
        /// </summary>
        List<byte> datapool = new List<byte>();//存放接收的所有位元組
        /// <summary>
        /// 資料接收處理
        /// </summary>
        void comPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            if (comPort.IsOpen)     //判斷是否打開串口
            {

                Byte[] receivedData = https://www.cnblogs.com/timefiles/p/new Byte[comPort.BytesToRead];        //創建接收位元組陣列
                comPort.Read(receivedData, 0, receivedData.Length);         //讀取資料

                //觸發整條記錄的處理
                if (DataReceived != null)
                {
                    datapool.AddRange(receivedData);                
                    DataReceived(datapool);
                }
                
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("請打開某個串口", "Error");
            } 
        }
        /// 
        /// 錯誤處理函式
        /// 
        void comPort_ErrorReceived(object sender, SerialErrorReceivedEventArgs e)
        {
            if (ErrorReceived != null)
            {
                ErrorReceived(sender, e);
            }
        }
        #endregion

        #region 串口關閉/打開
        /// 
        /// 埠是否已經打開
        /// 
        public bool IsOpen
        {
            get
            {
                return comPort.IsOpen;
            }
        }

        /// 
        /// 打開埠
        /// 
        /// 
        public void Open()
        {
            if (comPort.IsOpen) comPort.Close();

            comPort.PortName = portName;
            comPort.BaudRate = (int)baudRate;
            comPort.Parity = parity;
            comPort.DataBits = (int)dataBits;
            comPort.StopBits = stopBits;

            comPort.Open();
        }

        /// 
        /// 關閉埠
        /// 
        public void Close()
        {
            if (comPort.IsOpen) comPort.Close();
        }

        /// 
        /// 丟棄來自串行驅動程式的接收和發送緩沖區的資料
        /// 
        public void DiscardBuffer()
        {
            comPort.DiscardInBuffer();
            comPort.DiscardOutBuffer();
        }
        #endregion

        #region 寫入資料
        /// 
        /// 寫入資料
        /// 
        /// 
        public void Write(byte[] buffer, int offset, int count) 
        {
            if (!(comPort.IsOpen)) comPort.Open();
            comPort.Write(buffer,offset, count);
        }

        /// 
        /// 寫入資料
        /// 
        /// 寫入埠的位元組陣列
        public void Write(byte[] buffer)
        {
            if (!(comPort.IsOpen)) comPort.Open();
            comPort.Write(buffer, 0, buffer.Length);
        }
        #endregion

SerialPortClient類使用

SerialPortClient類使用很簡單,主要分為初始化下拉串列、初始化串口(系結資料接收、錯誤處理事件)兩步,在表單加載事件中呼叫即可,代碼如下:

        //全域變數
        SerialPortClient portClient = new SerialPortClient();
        private void InitPort() 
        {
            portClient.DataReceived+=new Action<List<byte>>(datapool=>
            {
                //匹配資料幀,此處以0xea 0xeb為幀頭、0xfa 0xfb為幀尾
                //實際通訊協議應該更復雜
                while (true)
                {
                    if (datapool.Count <4) break;
                    if ((datapool[0] == 0xea) && (datapool[0] == 0xeb)) 
                    {
                        datapool.RemoveAt(0);
                        continue;
                    }
                    int index = -1;//正確作法是記住上次最末尾的索引,避免重復匹配
                    for (int i = 0; i < datapool.Count-1; i++)
                    {
                        if (datapool[i] == 0xfa && datapool[i + 1] == 0xfb) 
                        { 
                            index = i;
                            break;
                        }
                    }
                    if (index != -1)
                    {
                        byte[] data = https://www.cnblogs.com/timefiles/p/datapool.GetRange(0, index + 2).ToArray();
                        datapool.RemoveRange(0, index + 2);
                        string msg = Encoding.UTF8.GetString(data,2,data.Length-4);
                        this.BeginInvoke(new Action(() => { textBox_Recive.Text = msg; }));
                    }
                    else break;
                }

            });
        }
        private void InitCmb()
        {
            //系結埠號
            SerialPortClient.SetPortNameValues(comboBox_Com.Items);
            comboBox_Com.DropDownStyle = ComboBoxStyle.DropDownList;
            comboBox_Com.SelectedIndexChanged += new EventHandler((obj, e) => 
            { 
                if (comboBox_Com.SelectedItem!=null) 
                {
                    portClient.PortName = comboBox_Com.SelectedItem.ToString(); 
                }
            });
            comboBox_Com.SelectedIndex = 0;

            //波特率
            SerialPortClient.SetBauRateValues(comboBox_BaudRates.Items);
            comboBox_BaudRates.DropDownStyle = ComboBoxStyle.DropDownList;
            comboBox_BaudRates.SelectedIndexChanged += new EventHandler((obj, e) => 
            {
                if (comboBox_BaudRates.SelectedItem != null)
                {
                    portClient.BaudRate = (BaudRates)Enum.Parse(typeof(BaudRates), comboBox_BaudRates.SelectedItem.ToString());                    
                }
            });
            comboBox_BaudRates.SelectedIndex = 9;

            //資料位
            SerialPortClient.SetDataBitsValues(comboBox_DataBits.Items);
            comboBox_DataBits.DropDownStyle = ComboBoxStyle.DropDownList;
            comboBox_DataBits.SelectedIndexChanged += new EventHandler((obj, e) =>
            {
                if (comboBox_DataBits.SelectedItem != null)
                {
                    portClient.DataBits = (DataBits)Enum.Parse(typeof(DataBits), comboBox_DataBits.SelectedItem.ToString());
                }
            });
            comboBox_DataBits.SelectedIndex = 3;

            //校驗位
            SerialPortClient.SetParityValues(comboBox_Parity.Items);
            comboBox_Parity.DropDownStyle = ComboBoxStyle.DropDownList;
            comboBox_Parity.SelectedIndexChanged += new EventHandler((obj, e) =>
            {
                if (comboBox_Parity.SelectedItem != null)
                {
                    portClient.Parity = (Parity)Enum.Parse(typeof(Parity), comboBox_Parity.SelectedItem.ToString());
                }
            });
            comboBox_Parity.SelectedIndex = 0;

            //停止位
            SerialPortClient.SetStopBitValues(comboBox_StopBits.Items);
            comboBox_StopBits.DropDownStyle = ComboBoxStyle.DropDownList;
            comboBox_StopBits.SelectedIndexChanged += new EventHandler((obj, e) =>
            {
                if (comboBox_StopBits.SelectedItem != null)
                {
                    portClient.StopBits = (StopBits)Enum.Parse(typeof(StopBits), comboBox_StopBits.SelectedItem.ToString());
                }
            });
            comboBox_StopBits.SelectedIndex = 1;
        }

串口的打開、關閉、狀態顯示等操作請查看文章末尾的Demo原始碼,

測驗Demo


Demo下載:https://files-cdn.cnblogs.com/files/timefiles/SerialPortDemo.rar

參考文章

C#開發串口總結,并提煉串口輔助類到公用類別庫中——博客園

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標籤:C#

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