網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計(jì) - 12 串口編程

1、物理與電信工程學(xué)院物理與電信工程學(xué)院 唐小煜唐小煜郵箱：郵箱：Q Q 群：群：39754550239754550223v EIA-RS-232CEIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)( (協(xié)議協(xié)議) )v RS-232CRS-232C接口接口 機(jī)械特性：DB25、DB15、DB9三種連接器 電氣特性：邏輯1（-3-15V），邏輯0（+3+15V） 最大通信距離15米，最大速率20kbps，只允許一對(duì)一通信遠(yuǎn)距離通信遠(yuǎn)距離通信近距離通信近距離通信公頭公頭母頭母頭延長(zhǎng)線延長(zhǎng)線v 連接端口連接端口 通信雙方通過(guò)串口線連接，全雙工模式最少需要3條線：發(fā)送線、接收線和信號(hào)”地線” 除9針、25針串行接口外，US

2、B串口轉(zhuǎn)換器、藍(lán)牙/紅外/射頻適配器、GPS等設(shè)備均可轉(zhuǎn)換為串行口，一些儀器設(shè)備也提供串行通信口v 通信基本參數(shù)通信基本參數(shù) 波特率是設(shè)備間通信的數(shù)據(jù)傳輸速度，單位是bps(位每秒，bit/s) 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)起始位，58個(gè)數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位中可以包含一個(gè)可選的檢驗(yàn)位，最后發(fā)送1/1.5/2個(gè)停止位 串口每次1位地連續(xù)收發(fā)數(shù)據(jù)，通信雙方必須約定通信參數(shù)v RS-485RS-485標(biāo)準(zhǔn)與接口標(biāo)準(zhǔn)與接口 由RS-232、RS-422發(fā)展而來(lái)，軟件上兼容 是平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收（抗共模干擾）的通信接口 采用2根數(shù)據(jù)線（一般用屏蔽雙絞線） +0.2V+6V表示“0”，- 6V- 0.2V表示“1”

3、。 最長(zhǎng)通信距離1200米，最高傳輸速率10Mbps，距離與速率成反比 485總線采用主從通信方式，允許一發(fā)多收，可以并聯(lián)32個(gè)節(jié)點(diǎn)v 控制器局域網(wǎng)絡(luò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, (Controller Area Network, CANCAN) ) 是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。控制器只有2根線與外部相連。 通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(速率低于5Kbps)速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40M）；長(zhǎng)距離小數(shù)據(jù)量/大數(shù)據(jù)量短距離 數(shù)據(jù)通信不分主從，任意節(jié)點(diǎn)均可向其它節(jié)點(diǎn)（一個(gè)或多個(gè)）發(fā)起通信，通過(guò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)決定通信次序; 多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的避讓優(yōu)先

4、級(jí)高的，不會(huì)對(duì)通信線路造成擁塞; CAN總線適用于實(shí)時(shí)性要求比較高，多主多從或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)平等的現(xiàn)場(chǎng)中使用。被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面。 http:/ 串行端口類串行端口類 SerialPortSerialPort SerialPort類 位于System.IO.Ports命名空間 http:/ 工具箱工具箱 SerialPortSerialPort 組件組件v 本章參考書目本章參考書目 李江全等.Visual C#.NET串口通信及測(cè)控 應(yīng)用典型實(shí)例M.電子工業(yè)出版社,2012屬性名屬性名描述描述PortName 獲取或設(shè)置通信端口，包括但不限于所有可用的

5、 COM 端口IsOpen 獲取一個(gè)值，該值指示 SerialPort 對(duì)象的打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)BaudRate獲取或設(shè)置串行波特率Parity獲取或設(shè)置奇偶校驗(yàn)檢查協(xié)議DataBits獲取或設(shè)置每個(gè)字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度StopBits獲取或設(shè)置每個(gè)字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)停止位數(shù)Handshake 獲取或設(shè)置串行端口數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈帐謪f(xié)議Encoding 獲取或設(shè)置傳輸前后文本轉(zhuǎn)換的字節(jié)編碼 ReadTimeout 獲取或設(shè)置讀取操作未完成時(shí)發(fā)生超時(shí)之前的毫秒數(shù) WriteTimeout 獲取或設(shè)置寫入操作未完成時(shí)發(fā)生超時(shí)之前的毫秒數(shù)方法名方法名描述描述Open打開(kāi)串行口連接Close關(guān)閉串行口連接Dispose

6、釋放對(duì)象資源GetPortNames獲取當(dāng)前計(jì)算機(jī)的串行端口名稱數(shù)組Read從輸入緩沖區(qū)中讀取ReadByte從輸入緩沖區(qū)中讀取一個(gè)字節(jié)ReadChar從輸入緩沖區(qū)中讀取一個(gè)字符ReadExisting讀取對(duì)象流和輸入緩沖區(qū)中所有立即可用的字節(jié)ReadLine一直讀取到輸入緩沖區(qū)中的 NewLine 值Write將數(shù)據(jù)寫入串行端口輸出緩沖區(qū)WriteLine將指定字符串和 NewLineNewLine 寫入輸出緩沖區(qū)事件名事件名描述描述DataReceived 表示將處理對(duì)象的數(shù)據(jù)接收事件的方法ErrorReceived 表示處理對(duì)象的錯(cuò)誤事件的方法v 注意：注意： SerialPort 對(duì)象

7、接收數(shù)據(jù)時(shí)，將在輔助線程引發(fā) DataReceived 事件 直接在該事件方法中修改UI控件的屬性將拋出“線程安全”錯(cuò)誤 可使用 Invoke 調(diào)用異步委托處理v 串口集合串口集合 SerialPort.GetPortNames()方法：獲取當(dāng)前計(jì)算機(jī)串口名的數(shù)組v 實(shí)例化及設(shè)定實(shí)例化及設(shè)定 串口類的實(shí)例化 設(shè)定串口名、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位、字符集以及超時(shí)等 打開(kāi)串口v 串口寫串口寫 Write()WriteLine()v 串口讀串口讀 在串口對(duì)象的事件中定義數(shù)據(jù)接收事件函數(shù) 調(diào)用函數(shù)時(shí)，在UI控件句柄上啟用異步委托接收數(shù)據(jù) 在委托函數(shù)中綁定讀取(Read()、ReadLine()等

8、)及處理的方法v 計(jì)算機(jī)間的串口通信計(jì)算機(jī)間的串口通信 使用交叉串口線連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的串口 在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中使用虛擬串口軟件（com0com）實(shí)現(xiàn)一對(duì)串口的橋接 定義標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議進(jìn)行通信v 計(jì)算機(jī)與單片機(jī)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)( (嵌入式嵌入式) )通信通信 使用計(jì)算機(jī)串行端口/通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口適配器(CP2102/PL2303) 單片機(jī)通過(guò)MAX232等芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232標(biāo)準(zhǔn)電平 定義標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議進(jìn)行通信v 計(jì)算機(jī)與帶串口、紅外或藍(lán)牙模塊的設(shè)備通信計(jì)算機(jī)與帶串口、紅外或藍(lán)牙模塊的設(shè)備通信 通過(guò)USB/串口與紅外/藍(lán)牙適配器相連，安裝驅(qū)動(dòng)后映射為串行口 適配器與設(shè)備的紅外/藍(lán)牙模塊配對(duì)，實(shí)現(xiàn)通

9、信鏈路 根據(jù)規(guī)定的通信協(xié)議（如手機(jī)的AT指令集、設(shè)備指令集）進(jìn)行通信v 端口連接端口連接 計(jì)算機(jī)和信號(hào)發(fā)生器間使用DB9孔式插頭（母頭）連接v 串口參數(shù)串口參數(shù)( (默認(rèn)默認(rèn)) )設(shè)置設(shè)置 波特率：9600；數(shù)據(jù)位：8；校驗(yàn)：無(wú)。（可在設(shè)備中設(shè)置）v 設(shè)置指令設(shè)置指令(SCPI(SCPI指令指令) )語(yǔ)法語(yǔ)法 SCPI命令格式：主命令:子命令 ， Eg：appl:sin 5.0 khz,3.0 vpp,-2.0 v 所有RS232指令，應(yīng)在相應(yīng)SCPI指令后以0 x0a（n）結(jié)束v AT AT 即即AttentionAttention，ATAT指令集是從終端設(shè)備指令集是從終端設(shè)備(Termin

10、al Equipment(Terminal Equipment，TE)TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(Data Terminal Equipment(Data Terminal Equipment，DTE)DTE)向終端適配器向終端適配器(Terminal Adapter(Terminal Adapter， TA)TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(Data Circuit (Data Circuit Terminal EquipmentTerminal Equipment，DCE)DCE)發(fā)送的。發(fā)送的。v 通過(guò)通過(guò)TATA，TETE發(fā)送發(fā)送ATAT指令來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)指令來(lái)控制移動(dòng)

11、臺(tái)(Mobile Station(Mobile Station，MS)MS)的功能，的功能，與與GSM GSM 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶可以通過(guò)ATAT指令進(jìn)行呼叫、短信、電指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。v 在收發(fā)短信方面，在收發(fā)短信方面，有有三種模式：三種模式：Block ModeBlock Mode、基于、基于ATAT指令的指令的Text Text ModeMode、基于、基于ATAT指令的指令的PDU ModemPDU Modem指令指令描述描述AT握手ATE簡(jiǎn)化顯示（不回顯）AT+CGMI設(shè)備商AT+CGMM設(shè)備型號(hào)AT+CLCC來(lái)電顯示ATD *;呼叫AT+CMGF=1選擇短信模式為TextAT+CMGS=發(fā)送短信AT+CMGR讀短信AT+CMGD刪除短信v PCPC間串口通信間串口通信 用串口線連接兩部電腦（安裝com0com串口模擬軟件） 編程