Java程式與串列埠的通訊實作及調試

下面為大家介紹一下小編最近一個專案中，牽扯到與串口通訊部分的實現及調試。

串口通訊原理

串口通訊指標位元組位元（bit）傳送和接收位元組。儘管比按位元組（byte）的並行通訊慢，但是串列埠可以在使用一條線發送資料的同時用另一根線接收資料。

串口是電腦上非常通用的設備通訊協定（不要與通用序列匯流排Universal SerialBus或USB混淆）

典型地，串口用於ASCII碼字元的傳輸。通訊使用3根線完成：（1）地線，（2）發送，（3）接收。由於串列通訊是異步的，因此連接埠能夠在一條線上發送資料同時在另一根線上接收資料。其他線用於握手，但是不是必須的。串列通訊最重要的參數是位元率、資料位元、停止位元和奇偶校驗。對於兩個進行通訊的端口，這些參數必須匹配

RS-232（ANSI/EIA-232標準）是IBM-PC及其相容機上的串行連接標準、RS-422（EIA RS-422-AStandard）是Apple的Macintosh計算機的串列連接標準。 RS-485（EIA-485標準）是RS-422的改良。

在一台電腦完成串口通訊及調試所需的準備工作

由於筆記本或桌上型電腦上基本上都沒有成對的串口提供給我們調試使用，我們就需要下載虛擬串口軟體來實現串口調試。

下載虛擬串口軟體http://pan.baidu.com/s/1hqhGDbI（這裡提供的還是比較好用）。下載安裝完成後先不要急著運行，把壓縮包中的vspdctl.dll檔案複製到安裝目錄下如：我的目錄為–>D:SoftWareInstallVirtual Serial Port Driver 7.2 替換原有檔案即可成功啟動。

打開軟體添加虛擬串口，一般都是成對添加的（添加COM3、COM4）後如圖所示：

添加完成後到設備管理器中查看，發現多了兩個虛擬串口如圖：

下載串口調試軟體http://pan.baidu.com/s/1c0AVaXq這裡提供的是比較老的調試軟體了，但還是比較好用的哦。直接解壓縮點擊打開就ok了。

可以直接先開啟兩個偵錯窗口，分別用來表示COM3和COM4串列埠。兩個串列埠的參數一定要設定的一樣才可以正常的收發資料。 （若調試可以正常收發資料後，可以關掉一個調試器，而用java程式代替）如圖：

java程式碼編寫

這一部分將是我們的重點，要與串口通訊首先要在專案新增RXTXcomm.jar包（放在專案中的lib目錄下，並加入build Path）（win64位元下載位址：http://pan.baidu.com/s/1o6zLmTc）；另外，還需要將解壓縮後的rxtxParallel.dll和rxtxSerial.dll兩個檔案放在%JAVA_HOME%/jre/bin目錄下,這樣該套件才能被正常的載入和呼叫。

程式碼解析：

package comm;

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import gnu.io.*;

public class ContinueRead extends Thread implements SerialPortEventListener { // SerialPortEventListener
    // 监听器,我的理解是独立开辟一个线程监听串口数据
    static CommPortIdentifier portId; // 串口通信管理类
    static Enumeration<?> portList; // 有效连接上的端口的枚举
    InputStream inputStream; // 从串口来的输入流
    static OutputStream outputStream;// 向串口输出的流
    static SerialPort serialPort; // 串口的引用
    // 堵塞队列用来存放读到的数据
    private BlockingQueue<String> msgQueue = new LinkedBlockingQueue<String>();

    @Override
    /**
     * SerialPort EventListene 的方法,持续监听端口上是否有数据流
     */
    public void serialEvent(SerialPortEvent event) {//

        switch (event.getEventType()) {
        case SerialPortEvent.BI:
        case SerialPortEvent.OE:
        case SerialPortEvent.FE:
        case SerialPortEvent.PE:
        case SerialPortEvent.CD:
        case SerialPortEvent.CTS:
        case SerialPortEvent.DSR:
        case SerialPortEvent.RI:
        case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY:
            break;
        case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE:// 当有可用数据时读取数据
            byte[] readBuffer = new byte[20];
            try {
                int numBytes = -1;
                while (inputStream.available() > 0) {
                    numBytes = inputStream.read(readBuffer);

                    if (numBytes > 0) {
                        msgQueue.add(new Date() + "真实收到的数据为：-----"
                                + new String(readBuffer));
                        readBuffer = new byte[20];// 重新构造缓冲对象，否则有可能会影响接下来接收的数据
                    } else {
                        msgQueue.add("额------没有读到数据");
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
            }
            break;
        }
    }

    /**
     * 
     * 通过程序打开COM4串口，设置监听器以及相关的参数
     * 
     * @return 返回1 表示端口打开成功，返回 0表示端口打开失败
     */
    public int startComPort() {
        // 通过串口通信管理类获得当前连接上的串口列表
        portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();

        while (portList.hasMoreElements()) {

            // 获取相应串口对象
            portId = (CommPortIdentifier) portList.nextElement();

            System.out.println("设备类型：--->" + portId.getPortType());
            System.out.println("设备名称：---->" + portId.getName());
            // 判断端口类型是否为串口
            if (portId.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL) {
                // 判断如果COM4串口存在，就打开该串口
                if (portId.getName().equals("COM4")) {
                    try {
                        // 打开串口名字为COM_4(名字任意),延迟为2毫秒
                        serialPort = (SerialPort) portId.open("COM_4", 2000);

                    } catch (PortInUseException e) {
                        e.printStackTrace();
                        return 0;
                    }
                    // 设置当前串口的输入输出流
                    try {
                        inputStream = serialPort.getInputStream();
                        outputStream = serialPort.getOutputStream();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                        return 0;
                    }
                    // 给当前串口添加一个监听器
                    try {
                        serialPort.addEventListener(this);
                    } catch (TooManyListenersException e) {
                        e.printStackTrace();
                        return 0;
                    }
                    // 设置监听器生效，即：当有数据时通知
                    serialPort.notifyOnDataAvailable(true);

                    // 设置串口的一些读写参数
                    try {
                        // 比特率、数据位、停止位、奇偶校验位
                        serialPort.setSerialPortParams(9600,
                                SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1,
                                SerialPort.PARITY_NONE);
                    } catch (UnsupportedCommOperationException e) {
                        e.printStackTrace();
                        return 0;
                    }

                    return 1;
                }
            }
        }
        return 0;
    }

    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        try {
            System.out.println("--------------任务处理线程运行了--------------");
            while (true) {
                // 如果堵塞队列中存在数据就将其输出
                if (msgQueue.size() > 0) {
                    System.out.println(msgQueue.take());
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ContinueRead cRead = new ContinueRead();
        int i = cRead.startComPort();
        if (i == 1) {
            // 启动线程来处理收到的数据
            cRead.start();
            try {
                String st = "哈哈----你好";
                System.out.println("发出字节数：" + st.getBytes("gbk").length);
                outputStream.write(st.getBytes("gbk"), 0,
                        st.getBytes("gbk").length);
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            return;
        }
    }
}

java程式與串口通訊調試

程式偵錯截圖：

總結

口通訊在很多地方都要用到簡訊到各種硬體產品客製化軟體等都需要用到。其中最常用的通訊協議為RS-232通訊協議，要成為真正的串口通訊開發高手就需要全面的了解串口的通訊協議（本人還是菜鳥一枚。。希望高手指點）。

串口通訊的另一個重點在於接收到資料後，如何判斷資料的類型以及有效資料的提取等，這些都需要根據相應的協定進行程式碼編寫。

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