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如何使用C#串口通讯实现数据的发送和接收

2025年03月17日 Asp.net 我要评论
串口通讯(serial communication)是一种常见的硬件设备与计算机之间的数据传输方式,广泛应用于工业控制、嵌入式系统、传感器数据采集等领域。本文将详细介绍如何使用c#实现基于串口通讯的数

串口通讯(serial communication)是一种常见的硬件设备与计算机之间的数据传输方式,广泛应用于工业控制、嵌入式系统、传感器数据采集等领域。本文将详细介绍如何使用c#实现基于串口通讯的数据发送和接收,并结合代码示例解析其实现过程。

1. 概述

串口通讯的核心是system.io.ports.serialport类,它封装了串口操作的底层细节,提供了简单易用的接口。以下是串口通讯的基本流程:

1.初始化串口:设置串口参数(如波特率、数据位、停止位等)。

2.打开串口:通过serialport.open方法打开串口。

3.发送数据:通过serialport.write方法向串口发送数据。

4.接收数据:通过serialport.datareceived事件异步接收数据。

5.处理数据:对接收到的数据进行解析和处理。

2. 关键技术点

2.1 serialport类

serialport是c#中用于实现串口通讯的核心类,提供了发送和接收数据的方法。

2.2 异步接收数据

通过serialport.datareceived事件异步接收数据,避免阻塞主线程。

2.3 数据解析

接收到的数据通常是字节数组(byte[]),需要根据协议格式进行解析。

2.4 事件机制

通过事件机制将接收到的数据传递给其他模块处理。

3. 代码实现

以下是基于串口通讯实现数据发送和接收的代码示例。

3.1 serialporthelper类

serialporthelper类负责初始化串口、发送数据、接收数据以及处理数据。

public class serialporthelper
{
    private serialport serialport; // 串口对象
    private list<byte> _buffer = new list<byte>(); // 数据缓冲区
    /// <summary>
    /// 自定义串口消息接收事件
    /// </summary>
    public event receivedataeventhandler receivedataevent;
    public serialporthelper()
    {
        serialport = new serialport();
    }
    /// <summary>
    /// 获取当前计算机所有的串行端口名
    /// </summary>
    public static string[] getportarray()
    {
        return serialport.getportnames(); // 获取所有可用串口
    }
    /// <summary>
    /// 设置串口参数
    /// </summary>
    public void setserialport(string portname, int baudrate, parity parity, int databits, stopbits stopbits)
    {
        serialport.portname = portname; // 端口名
        serialport.baudrate = baudrate; // 波特率
        serialport.parity = parity; // 奇偶校验
        serialport.databits = databits; // 数据位
        serialport.stopbits = stopbits; // 停止位
        serialport.datareceived += receivedatamethod; // 订阅数据接收事件
    }
    /// <summary>
    /// 打开串口
    /// </summary>
    public void open()
    {
        try
        {
            serialport.open(); // 打开串口
        }
        catch (exception ex)
        {
            console.writeline("error opening serial port: " + ex.message);
        }
    }
    /// <summary>
    /// 关闭串口
    /// </summary>
    public void close()
    {
        serialport.close(); // 关闭串口
    }
    /// <summary>
    /// 发送数据(字节数组)
    /// </summary>
    public void senddatamethod(byte[] data)
    {
        if (!serialport.isopen)
        {
            open(); // 如果串口未打开,则先打开
        }
        serialport.write(data, 0, data.length); // 发送数据
    }
    /// <summary>
    /// 发送数据(字符串)
    /// </summary>
    public void senddatamethod(string data)
    {
        if (!serialport.isopen)
        {
            open(); // 如果串口未打开,则先打开
        }
        serialport.write(data); // 发送字符串
    }
    /// <summary>
    /// 数据接收事件处理方法
    /// </summary>
    private void receivedatamethod(object sender, serialdatareceivedeventargs e)
    {
        try
        {
            byte[] datachunk = new byte[serialport.bytestoread]; // 读取缓冲区中的数据
            serialport.read(datachunk, 0, datachunk.length);
            _buffer.addrange(datachunk); // 将数据添加到缓冲区
            while (_buffer.count >= 3) // 确保缓冲区中有足够的数据
            {
                byte thirdbyte = _buffer[1]; // 获取第三个字节(功能码)
                if (thirdbyte == 0x03) // 功能码0x03
                {
                    if (_buffer.count >= 19) // 检查是否有完整的数据包
                    {
                        byte[] completepacket = _buffer.getrange(0, 19).toarray(); // 提取完整数据包
                        triggerreceivedataevent(completepacket); // 触发接收事件
                        _buffer.removerange(0, 19); // 移除已处理的数据
                    }
                    else
                    {
                        break; // 数据不足,等待更多数据
                    }
                }
                else if (thirdbyte == 0x10 || thirdbyte == 0x06) // 功能码0x10或0x06
                {
                    byte[] datatoprocess = _buffer.toarray(); // 处理整个缓冲区
                    triggerreceivedataevent(datatoprocess); // 触发接收事件
                    _buffer.clear(); // 清空缓冲区
                }
                else
                {
                    _buffer.removerange(0, 3); // 移除无法识别的数据
                }
            }
        }
        catch (exception ex)
        {
            console.writeline("error processing serial port data: " + ex.message);
        }
    }
    /// <summary>
    /// 触发接收数据事件
    /// </summary>
    private void triggerreceivedataevent(byte[] data)
    {
        if (receivedataevent != null)
        {
            receivedataeventarg arg = new receivedataeventarg(data); // 创建事件参数
            receivedataevent.invoke(this, arg); // 触发事件
        }
    }
}

3.2 receivedataeventarg类

receivedataeventarg类用于封装接收到的数据,并作为事件参数传递。

public class receivedataeventarg : eventargs
{
    public byte[] data { get; set; } // 接收到的数据
    public receivedataeventarg(byte[] data)
    {
        data = data; // 初始化数据
    }
}

3.3 主窗体(mainwindow)

主窗体负责初始化serialporthelper并处理接收到的数据。

public partial class mainwindow : window
{
    private serialporthelper serialporthelper;
    public mainwindow()
    {
        initializecomponent();
        settingcomports(); // 初始化串口
    }
    private void settingcomports()
    {
        string portname = "com8"; // 串口名称
        int baudrate = 115200; // 波特率
        parity parity = parity.none; // 奇偶校验
        int databits = 8; // 数据位
        stopbits stopbits = stopbits.one; // 停止位
        serialporthelper = new serialporthelper();
        serialporthelper.setserialport(portname, baudrate, parity, databits, stopbits); // 设置串口参数
        serialporthelper.open(); // 打开串口
        serialporthelper.receivedataevent += receivedataevent; // 订阅接收数据事件
    }
    /// <summary>
    /// 接收数据事件处理方法
    /// </summary>
    private void receivedataevent(object sender, receivedataeventarg e)
    {
        byte[] receiveddata = e.data; // 获取接收到的数据
        if (receiveddata[1] == 0x03) // 功能码0x03
        {
            int receivedatalength = receiveddata[2]; // 获取有效数据长度
            byte[] receivedatabuffer = new byte[receivedatalength];
            array.copy(receiveddata, 3, receivedatabuffer, 0, receivedatalength); // 提取有效数据
            ushort[] units = messagedata.getunitsfrombytearray(receivedatabuffer); // 解析数据
            if (units != null)
            {
                list<channeldata> channeldatas = databasehelper.getuutinfo(units); // 获取设备信息
                updatedeviceinfo(channeldatas); // 更新ui
            }
        }
    }
}

4. 数据传递流程详解

4.1 初始化串口

在settingcomports方法中,设置串口参数并打开串口。

订阅receivedataevent事件以接收数据。

4.2 发送数据

通过senddatamethod方法向串口发送数据。

4.3 接收数据

串口接收到数据后,触发receivedatamethod方法。

将接收到的数据添加到缓冲区,并根据功能码解析数据。

4.4 处理数据

在receivedataevent方法中,解析接收到的数据并更新ui。

5. 关键技术解析

5.1 异步接收数据

通过serialport.datareceived事件异步接收数据,避免阻塞主线程。

5.2 数据解析

根据功能码(如0x03、0x06)解析接收到的字节数组,提取有效数据。

5.3 事件机制

通过事件将接收到的数据传递给主窗体或其他模块处理。

6. 总结

本文详细介绍了如何使用c#实现基于串口通讯的数据发送和接收。通过serialport类,我们可以轻松实现串口通讯,并结合事件机制实现数据的传递和处理。串口通讯适用于硬件设备与计算机之间的数据传输,是工业控制和嵌入式系统开发中的重要技术。

希望这篇文章对您有所帮助!如果有任何问题,欢迎在评论区留言讨论。

到此这篇关于如何使用c#串口通讯实现数据的发送和接收的文章就介绍到这了,更多相关c#数据的发送和接收内容请搜索代码网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持代码网!

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