網(wǎng)絡與通信程序設計 - 12 串口編程

1、物理與電信工程學院物理與電信工程學院 唐小煜唐小煜郵箱：郵箱：Q Q 群：群：39754550239754550223v EIA-RS-232CEIA-RS-232C標準標準( (協(xié)議協(xié)議) )v RS-232CRS-232C接口接口 機械特性：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，只允許一對一通信遠距離通信遠距離通信近距離通信近距離通信公頭公頭母頭母頭延長線延長線v 連接端口連接端口 通信雙方通過串口線連接，全雙工模式最少需要3條線：發(fā)送線、接收線和信號”地線” 除9針、25針串行接口外，US

2、B串口轉換器、藍牙/紅外/射頻適配器、GPS等設備均可轉換為串行口，一些儀器設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，首先發(fā)送一個起始位，58個數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位中可以包含一個可選的檢驗位，最后發(fā)送1/1.5/2個停止位 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標準與接口標準與接口 由RS-232、RS-422發(fā)展而來，軟件上兼容 是平衡驅動、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個節(jié)點v 控制器局域網(wǎng)絡控制器局域網(wǎng)絡(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。 通信距離最遠可達10KM(速率低于5Kbps)速率可達到1Mbps(通信距離小于40M）；長距離小數(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)點均可向其它節(jié)點（一個或多個）發(fā)起通信，通過節(jié)點優(yōu)先級決定通信次序; 多個節(jié)點同時發(fā)起通信時，優(yōu)先級低的避讓優(yōu)先

4、級高的，不會對通信線路造成擁塞; CAN總線適用于實時性要求比較高，多主多從或者各個節(jié)點平等的現(xiàn)場中使用。被廣泛應用于工業(yè)自動化、汽車電子、船舶、醫(yī)療設備、工業(yè)設備等方面。 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 SerialPort SerialPort 組件組件v 本章參考書目本章參考書目 李江全等.Visual C#.NET串口通信及測控 應用典型實例M.電子工業(yè)出版社,2012屬性名屬性名描述描述PortName 獲取或設置通信端口，包括但不限于所有可用

5、的 COM 端口IsOpen 獲取一個值，該值指示 SerialPort 對象的打開或關閉狀態(tài)BaudRate獲取或設置串行波特率Parity獲取或設置奇偶校驗檢查協(xié)議DataBits獲取或設置每個字節(jié)的標準數(shù)據(jù)位長度StopBits獲取或設置每個字節(jié)的標準停止位數(shù)Handshake 獲取或設置串行端口數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈帐謪f(xié)議Encoding 獲取或設置傳輸前后文本轉換的字節(jié)編碼 ReadTimeout 獲取或設置讀取操作未完成時發(fā)生超時之前的毫秒數(shù) WriteTimeout 獲取或設置寫入操作未完成時發(fā)生超時之前的毫秒數(shù)方法名方法名描述描述Open打開串行口連接Close關閉串行口連接Dispos

6、e釋放對象資源GetPortNames獲取當前計算機的串行端口名稱數(shù)組Read從輸入緩沖區(qū)中讀取ReadByte從輸入緩沖區(qū)中讀取一個字節(jié)ReadChar從輸入緩沖區(qū)中讀取一個字符ReadExisting讀取對象流和輸入緩沖區(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 表示將處理對象的數(shù)據(jù)接收事件的方法ErrorReceived 表示處理對象的錯誤事件的方法v 注意：注意： SerialPort 對

7、象接收數(shù)據(jù)時，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：獲取當前計算機串口名的數(shù)組v 實例化及設定實例化及設定 串口類的實例化 設定串口名、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位、字符集以及超時等 打開串口v 串口寫串口寫 Write()WriteLine()v 串口讀串口讀 在串口對象的事件中定義數(shù)據(jù)接收事件函數(shù) 調(diào)用函數(shù)時，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()

8、等)及處理的方法v 計算機間的串口通信計算機間的串口通信 使用交叉串口線連接兩臺計算機的串口 在一臺計算機中使用虛擬串口軟件（com0com）實現(xiàn)一對串口的橋接 定義標準和協(xié)議進行通信v 計算機與單片機計算機與單片機( (嵌入式嵌入式) )通信通信 使用計算機串行端口/通過USB轉串口適配器(CP2102/PL2303) 單片機通過MAX232等芯片將TTL電平轉換成RS232標準電平 定義標準和協(xié)議進行通信v 計算機與帶串口、紅外或藍牙模塊的設備通信計算機與帶串口、紅外或藍牙模塊的設備通信 通過USB/串口與紅外/藍牙適配器相連，安裝驅動后映射為串行口 適配器與設備的紅外/藍牙模塊配對，實現(xiàn)

9、通信鏈路 根據(jù)規(guī)定的通信協(xié)議（如手機的AT指令集、設備指令集）進行通信v 端口連接端口連接 計算機和信號發(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)( (默認默認) )設置設置 波特率：9600；數(shù)據(jù)位：8；校驗：無。（可在設備中設置）v 設置指令設置指令(SCPI(SCPI指令指令) )語法語法 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，應在相應SCPI指令后以0 x0a（n）結束v AT AT 即即AttentionAttention，ATAT指令集是從終端設備指令集是從終端設備(Termi

10、nal Equipment(Terminal Equipment，TE)TE)或數(shù)據(jù)終端設備或數(shù)據(jù)終端設備(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)電路終端設備或數(shù)據(jù)電路終端設備(Data Circuit (Data Circuit Terminal EquipmentTerminal Equipment，DCE)DCE)發(fā)送的。發(fā)送的。v 通過通過TATA，TETE發(fā)送發(fā)送ATAT指令來控制移動臺指令來控制移

11、動臺(Mobile Station(Mobile Station，MS)MS)的功能，的功能，與與GSM GSM 網(wǎng)絡業(yè)務進行交互。用戶可以通過網(wǎng)絡業(yè)務進行交互。用戶可以通過ATAT指令進行呼叫、短信、電指令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務、傳真等方面的控制。話本、數(shù)據(jù)業(yè)務、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簡化顯示（不回顯）AT+CGMI設備商AT+CGMM設備型號AT+CLCC來電顯示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