Java程序與串口的通信實現(xiàn)及調(diào)試

串行接口是一種可以將接受來自CPU的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流發(fā)送出去，同時可將接受的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給CPU的器件。一般完成這種功能的電路，我們稱為串行接口電路。

Java是一門面向?qū)ο?a href="http://ttokpm.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程語言，不僅吸收了C++語言的各種優(yōu)點(diǎn)，還摒棄了C++里難以理解的多繼承、指針等概念，因此Java語言具有功能強(qiáng)大和簡單易用兩個特征。Java語言作為靜態(tài)面向?qū)ο缶幊陶Z言的代表，極好地實現(xiàn)了面向?qū)ο罄碚?，允許程序員以優(yōu)雅的思維方式進(jìn)行復(fù)雜的編程。

串口通信原理

串口通信指串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。

串口是計算機(jī)上一種非常通用的設(shè)備通信協(xié)議（不要與通用串行總線Universal SerialBus或者USB混淆）

典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是比特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進(jìn)行通信的端口，這些參數(shù)必須匹配

RS-232（ANSI/EIA-232標(biāo)準(zhǔn)）是IBM-PC及其兼容機(jī)上的串行連接標(biāo)準(zhǔn)、RS-422（EIA RS-422-AStandard）是Apple的Macintosh計算機(jī)的串口連接標(biāo)準(zhǔn)。RS-485（EIA-485標(biāo)準(zhǔn)）是RS-422的改進(jìn)。

在一臺電腦完成串口通信及調(diào)試所需的準(zhǔn)備工作

由于筆記本或臺式機(jī)上基本上都沒有成對的串口提供給我們調(diào)試使用，我們就需要下載虛擬串口軟件來實現(xiàn)串口調(diào)試。

下載虛擬串口軟件http://pan.baidu.com/s/1hqhGDbI（這里提供的還是比較好用）。下載安裝完成后先不要急著運(yùn)行，把壓縮包中的vspdctl.dll文件復(fù)制到安裝目錄下如：我的目錄為–》D：\SoftWareInstall\Virtual Serial Port Driver 7.2 替換原有文件即可成功激活。

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

添加完成后到設(shè)備管理器中查看，發(fā)現(xiàn)多了兩個虛擬串口如圖：

至此，創(chuàng)建虛擬串口的工作就全部完成了。

下載串口調(diào)試軟件http://pan.baidu.com/s/1c0AVaXq這里提供的是比較老的調(diào)試軟件了，但還是比較好用的哦。直接解壓點(diǎn)擊打開就ok了。

可以直接先打開兩個調(diào)試窗口，分別用來表示COM3和COM4串口。兩個串口的參數(shù)一定要設(shè)置的一樣才可以正常的收發(fā)數(shù)據(jù)。（若調(diào)試可以正常收發(fā)數(shù)據(jù)后，可以關(guān)掉一個調(diào)試器，而用java程序代替）如圖：

java程序代碼編寫

這一部分將是我們的重點(diǎn)，要與串口通信首先要在項目添加RXTXcomm.jar包（放在項目中的lib目錄下，并添加到build Path中）（win64位下載地址：http://pan.baidu.com/s/1o6zLmTc）；另外，還需要將解壓后的rxtxParallel.dll和rxtxSerial.dll兩個文件放在%JAVA_HOME%/jre/bin目錄下，這樣該包才能被正常的加載和調(diào)用。

程序代碼解析：

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

// 監(jiān)聽器，我的理解是獨(dú)立開辟一個線程監(jiān)聽串口數(shù)據(jù)

static CommPortIdentifier portId; // 串口通信管理類

static Enumeration《？》 portList; // 有效連接上的端口的枚舉

InputStream inputStream; // 從串口來的輸入流

static OutputStream outputStream;// 向串口輸出的流

static SerialPort serialPort; // 串口的引用

// 堵塞隊列用來存放讀到的數(shù)據(jù)

private BlockingQueue《String》 msgQueue = new LinkedBlockingQueue《String》（）;

@Override

/**

* SerialPort EventListene 的方法，持續(xù)監(jiān)聽端口上是否有數(shù)據(jù)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:// 當(dāng)有可用數(shù)據(jù)時讀取數(shù)據(jù)

byte［］ readBuffer = new byte［20］;

try {

int numBytes = -1;

while （inputStream.available（） 》 0） {

numBytes = inputStream.read（readBuffer）;

if （numBytes 》 0） {

msgQueue.add（new Date（） + “真實收到的數(shù)據(jù)為：-----”

+ new String（readBuffer））;

readBuffer = new byte［20］;// 重新構(gòu)造緩沖對象，否則有可能會影響接下來接收的數(shù)據(jù)

} else {

msgQueue.add（“額------沒有讀到數(shù)據(jù)”）;

}

}

} catch （IOException e） {

}

break;

}

}

/**

*

* 通過程序打開COM4串口，設(shè)置監(jiān)聽器以及相關(guān)的參數(shù)

*

* @return 返回1 表示端口打開成功，返回 0表示端口打開失敗

*/

public int startComPort（） {

// 通過串口通信管理類獲得當(dāng)前連接上的串口列表

portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers（）;

while （portList.hasMoreElements（）） {

// 獲取相應(yīng)串口對象

portId = （CommPortIdentifier） portList.nextElement（）;

System.out.println（“設(shè)備類型：---》” + portId.getPortType（））;

System.out.println（“設(shè)備名稱：----》” + portId.getName（））;

// 判斷端口類型是否為串口

if （portId.getPortType（） == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL） {

// 判斷如果COM4串口存在，就打開該串口

if （portId.getName（）.equals（“COM4”）） {

try {

// 打開串口名字為COM_4（名字任意），延遲為2毫秒

serialPort = （SerialPort） portId.open（“COM_4”， 2000）;

} catch （PortInUseException e） {

e.printStackTrace（）;

return 0;

}

// 設(shè)置當(dāng)前串口的輸入輸出流

try {

inputStream = serialPort.getInputStream（）;

outputStream = serialPort.getOutputStream（）;

} catch （IOException e） {

e.printStackTrace（）;

return 0;

}

// 給當(dāng)前串口添加一個監(jiān)聽器

try {

serialPort.addEventListener（this）;

} catch （TooManyListenersException e） {

e.printStackTrace（）;

return 0;

}

// 設(shè)置監(jiān)聽器生效，即：當(dāng)有數(shù)據(jù)時通知

serialPort.notifyOnDataAvailable（true）;

// 設(shè)置串口的一些讀寫參數(shù)

try {

// 比特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗位

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（“--------------任務(wù)處理線程運(yùn)行了--------------”）;

while （true） {

// 如果堵塞隊列中存在數(shù)據(jù)就將其輸出

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） {

// 啟動線程來處理收到的數(shù)據(jù)

cRead.start（）;

try {

String st = “哈哈----你好”;

System.out.println（“發(fā)出字節(jié)數(shù)：” + 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;

}

}

}

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159

java程序與串口通信調(diào)試

程序調(diào)試截圖：

總結(jié)

串口通信在很多地方都要用到，特別是嵌入式開發(fā)、短信模塊開發(fā)以及為各種硬件產(chǎn)品定制軟件等都需要用到。其中最經(jīng)常用的通信協(xié)議為RS-232通信協(xié)議，要想成為真正的串口通信開發(fā)高手就需要全面的了解串口的通信協(xié)議（本人還是菜鳥一枚。。。希望高手指點(diǎn)）。

串口通信的另一個重點(diǎn)在于接收到數(shù)據(jù)后，如何判斷數(shù)據(jù)的類型以及有效數(shù)據(jù)的提取等，這些都需要根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行代碼編寫。