基于C#的 串口數(shù)據(jù)完整性接收-KC07010304-a04

1、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)文檔文檔來源院校開發(fā)文檔編號(hào)KC07010101-a22基于C#的 串口數(shù)據(jù)完整性接收（微課腳本）無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院星期六, 一月 29, 2022基于C#的 串口數(shù)據(jù)完整性接收序號(hào)臺(tái)詞1同學(xué)們，大家好。今天我們開始學(xué)習(xí)“學(xué)習(xí)模塊一 基于WSN的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備編程與實(shí)施”，本堂課的內(nèi)容是“基于C#的串口數(shù)據(jù)完整性接收”。2數(shù)據(jù)接收不完整是串口編程中的常見問題，例如這個(gè)應(yīng)用中使用SerialPort的Read和Write方法進(jìn)行數(shù)據(jù)收、發(fā)，點(diǎn)擊應(yīng)用的打開按鈕，成功打開串口后，在發(fā)送文本框中輸入“aaaassss!#$”信息，點(diǎn)擊發(fā)送后，在接收文本框中僅僅接收到 “$”

2、字符，可以看到數(shù)據(jù)接收是完整的，為了解決這個(gè)問題，今天我們以任務(wù)的形式來介紹C#的串口數(shù)據(jù)完整性接收技巧。 3任務(wù)主要包括以下四個(gè)方面：原因分析、解決方法、任務(wù)說明、任務(wù)實(shí)現(xiàn)。4首先來分析一下C#下串口數(shù)據(jù)接收不完整的原因5C#下通過SerialPort類來實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)接收有兩個(gè)特征：一是數(shù)據(jù)源自輸入緩存區(qū)；二是DataReceived事件是間歇性的，需要用戶自定義處理函數(shù)；以PC的串行自收自發(fā)為例，當(dāng)PC通過串行線路發(fā)出0x110x120x130x14時(shí)，這些信息在進(jìn)入串口緩存區(qū)時(shí)有先有后，有可能在第一個(gè)字節(jié)0x11進(jìn)入輸入緩存區(qū)時(shí)剛好觸發(fā)DataReceived事件，這時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)到用戶自定義的

3、接收處理函數(shù)，假若這時(shí)通過Read直接去讀取輸入緩存區(qū)內(nèi)容，那么讀到的數(shù)據(jù)只有0x11。造成數(shù)據(jù)接收不完整的主要原因是： DataReceived事件是間歇性的，一個(gè)完整的信息順次進(jìn)入輸入緩存區(qū)時(shí)可能會(huì)多次觸發(fā)DataReceived事件對(duì)應(yīng)的自定義處理函數(shù)，若只處理一次數(shù)據(jù)的接收，自然會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失。6接下來介紹解決方法。7解決辦法有兩種，先來看第一種：延遲讀取緩存區(qū)，若對(duì)輸入緩存區(qū)的數(shù)據(jù)只進(jìn)行一次接收處理，且要保證讀取內(nèi)容是完整的，那么只需保證讀取時(shí)緩存區(qū)的內(nèi)容是完整的即可?，F(xiàn)在的問題就變成了延遲讀取的時(shí)間是多少才能保證緩存區(qū)的內(nèi)容是完整的，要說明這個(gè)問題，我們需要解決兩個(gè)疑問：一是如何

4、計(jì)算一定時(shí)間間隔內(nèi)串口接收信息的能力；二是輸入緩存區(qū)能否存儲(chǔ)這些發(fā)送過來的信息；其中第一問題跟串口的波特率相關(guān)，若串口波特率為9600bps，延遲（間隔）0.1秒，串口接收到的信息字節(jié)數(shù)計(jì)算公式是9600*0.1/8 ，結(jié)果是 120個(gè)字節(jié)；第二個(gè)問題跟SerialPort類的輸入緩存區(qū)大小有關(guān)，也就是延遲0.1秒后，串口能接收到120個(gè)字節(jié)，輸入緩存區(qū)是否能存儲(chǔ)下這些字節(jié)呢？ SerialPort類通過ReadBufferSize屬性定義了默認(rèn)的輸入緩存區(qū)大小為4096個(gè)字節(jié)，也就是默認(rèn)情況下輸入緩存區(qū)最大的存儲(chǔ)能力是4096個(gè)字節(jié)，超出部分會(huì)被丟棄，這里可看出在串口波特率為9600bps的

5、情況下，延遲0.1秒是合理的，輸入緩存區(qū)有能力存儲(chǔ)傳輸過來的信息；在使用延遲讀取方式須注意時(shí)長(zhǎng)的合理性及是否超出輸入緩存區(qū)存儲(chǔ)能力。 8第二種辦法是設(shè)置全局變量來存儲(chǔ)DataReceived事件處理函數(shù)讀取到的數(shù)據(jù)，一個(gè)完整信息可能會(huì)多次觸發(fā)DataReceived事件，使用全局變量可以不斷的來累加存儲(chǔ)每次發(fā)送過來的信息直至全局變量接收到一次完整的信息，在實(shí)際應(yīng)用中要確保接收數(shù)據(jù)的完整性需要用戶對(duì)全局變量的內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)并作相應(yīng)處理，在每次發(fā)送、接收完畢后須及時(shí)清空全局變量，否者會(huì)造成全局變量中的信息的堆積，影響信息顯示的正確性。9接下來明確下本次任務(wù)，即任務(wù)說明10任務(wù)的硬件環(huán)境與“基于C#

6、的RS232接口初始化編程”環(huán)境一致，包含一臺(tái)PC、一條串行導(dǎo)線、一個(gè)跳線帽，功能是PC實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的自發(fā)自收，本次任務(wù)中要求能夠傳輸英文字符、數(shù)字及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，且采用ASCII進(jìn)行信息發(fā)送和接收，能完整性接收顯示發(fā)送的信息。11最后使用Visual Studio來進(jìn)行任務(wù)實(shí)現(xiàn)12（視頻）打開前面課程中的串口讀寫項(xiàng)目，為方便較長(zhǎng)字符信息的顯示，對(duì)界面進(jìn)行修改，點(diǎn)擊收發(fā)文本框右上方的箭頭標(biāo)志勾選MultiLine屬性，允許文本框多行顯示，并適當(dāng)調(diào)整收發(fā)文本框和發(fā)送按鈕的位置，同時(shí)使用SerialPort的Read和Write替換ReadLine和WriteLine方法進(jìn)行數(shù)據(jù)收、發(fā)，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕運(yùn)

7、行程序，打開串口，在發(fā)送文本框中輸入20個(gè)測(cè)試字符串a(chǎn)aaabbbbcccc$!，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕，發(fā)現(xiàn)在接收文本中僅僅顯示接收到!，表明數(shù)據(jù)接收不完整；首先使用延遲讀取緩存區(qū)方法修改程序，在串口接收事件處理函數(shù)sp_DataReceived中添加System.Threading.Thread.Sleep(100)；語句，其單位為毫秒，在串口波特率為9600bps的情況下，讓串口接收事件處理函數(shù)延遲0.1秒后再讀取輸入緩存區(qū)數(shù)據(jù)，可以確保串口輸入緩存區(qū)的數(shù)據(jù)至少可緩存至120個(gè)字節(jié)，可讀取字節(jié)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)送的20個(gè)字符，修改程序后，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕運(yùn)行程序，打開串口，在發(fā)送文本框中輸入相同的測(cè)試字符串

8、信息，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕，可以看到接收文本能夠顯示完整信息，說明通過延遲接收，確保了串口輸入緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)是完整；注釋System.Threading.Thread.Sleep(100)語句，之后使用第二種方式，全局變量形式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的完整性接收，使用 List<byte> recvlist = new List<byte>();語句定義全局變量，之所以使用List<byte>類型，主要是兩個(gè)原因，一是串行通信本身傳輸就是二進(jìn)制，其次本應(yīng)用中串行數(shù)據(jù)發(fā)送采用了Write方法，傳輸?shù)木褪莃yte類型；之后在在串口接收事件處理函數(shù)sp_DataReceived中把通過Read方法讀取到數(shù)據(jù)都通過AddRange方法添加到全局變量recvlist中，最后采用ASCII解碼方式對(duì)接收到的二進(jìn)制數(shù)組進(jìn)行解碼并通過委托顯示到界面接收文本框，在使用全局變量時(shí)，須接收完數(shù)據(jù)后及時(shí)對(duì)全局變量進(jìn)行清空，否則會(huì)影響數(shù)據(jù)的接收，在本應(yīng)用，串行數(shù)據(jù)傳輸是由點(diǎn)擊發(fā)送按鈕發(fā)起的，所以在發(fā)送按鈕點(diǎn)擊事件處理函數(shù)中，添加recvlist.Clear();代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)全局變量的清空操作，之后點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕運(yùn)行程序，打開串口，在發(fā)送文本框中輸入相同的測(cè)試字符串，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕，可以看到接收文本能夠顯示完整信息，說明兩種方式都能實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的完整性接