c串口操作系列3Word文件下载.docx

1、 协议很简单，我也认为分析协议是很简单的事情，下面我们就如何分析协议来实际的结合c#看一下。 er再等等，在我们实际开始编码之前，还有一个规则需要了解，我们有了通讯协议，如何结合串口的协议来分析，需要关心什么呢？哦。一般就是4个问题：缓存收到的所有数据，找到一条完整数据，分析数据，界面通知。 如果分的更详细一点，缓存收到的所有数据，我们想到最高效的办法就是顺序表，也就是数组，但数组的操作比较复杂，当你使用完一条数据后，用过的需要移除；新数据如果过多的时候，缓存过大需要清理；数据搬移等等，很有可能一个不小心就会丢数据导致软件出些莫名其妙的小问题。个人建议，使用List<byte>，内

2、部是数组方式实现，每次数据不足够的时候会扩容1倍，数据的增删改都已经做的很完善了。不会出现什么小问题。 找到一条完整数据，如何找到完整数据呢？就我们例子的这个协议，首先在缓存的数据中找AA 44，当我们找到后，探测后面的字节，发现是05，然后看缓存剩下的数据是否足够，不足够就不用判断，减少时间消耗，如果剩余数据&=6个（包含1个字节的校验），我们就算一个校验，看和最后的校验是否一致。 分析数据：鉴于网络的开放性，我无法确定读者对c#的了解程度，介绍一下，常用的方式就是BitConvert.ToInt32这一系列的方法，把连续的字节（和变量长度一样）读取并转换为对应的变量。c+下使用memcpy

3、，或直接类型转换后进行值拷贝，vb6下使用CopyMemory这个api。前面说过了。完整性判断的时候需要和校验对比，大多系统都不太严格，不支持重发，所以数据错误就直接丢弃。导致数据错误的原因很多，比如电磁干扰导致数据不完整或错误、硬件驱动效率不够导致数据丢失、我们的软件缓存出错等。这些软件因素数据系统错误，需要修改，但是电磁干扰么，有这个可能的。虽然很少。 其实我知道，就算是我，看别人的博客也是，喜欢看图片，看代码，文字性的东西，一看就头大。那我接下来贴出基于上一篇文章的改进版本，支持协议分析（协议不能配置，可配置的协议不是我们讨论的范畴。可以看看有DFA（确定性有限状态机） 我们修改一下界

4、面，以便能显示收到后分析的数据 红色部分是新增的代码如下： c-sharp view plaincopyusing System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using System.Text.RegularExpressions; nam

5、espace SerialportSample public partial class SerialportSampleForm : Form private SerialPort comm = new SerialPort（）; private StringBuilder builder = new StringBuilder（）;/避免在事件处理方法中反复的创建，定义到外面。 private long received_count = 0;/接收计数 private long send_count = 0;/发送计数 private bool Listening = false;/是否没

6、有执行完invoke相关操作 private bool Closing = false;/是否正在关闭串口，执行Application.DoEvents，并阻止再次invoke private List& buffer = new List&（4096）;/默认分配1页内存，并始终限制不允许超过 private byte binary_data_1 = new byte9;/AA 44 05 01 02 03 04 05 EA public SerialportSampleForm（） InitializeComponent（）; /窗体初始化 private void Form1_Load（

7、object sender, EventArgs e） /初始化下拉串口名称列表框 string ports = SerialPort.GetPortNames（）; Array.Sort（ports）; comboPortName.Items.AddRange（ports）; comboPortName.SelectedIndex = comboPortName.Items.Count & 0 ? 0 : -1; comboBaudrate.SelectedIndex = comboBaudrate.Items.IndexOf（19200）; /初始化SerialPort对象 comm.Ne

8、wLine = /r/n; comm.RtsEnable = true;/根据实际情况吧。 /添加事件注册 comm.DataReceived += comm_DataReceived; void comm_DataReceived（object sender, SerialDataReceivedEventArgs e） if （Closing） return;/如果正在关闭，忽略操作，直接返回，尽快的完成串口监听线程的一次循环 try Listening = true;/设置标记，说明我已经开始处理数据，一会儿要使用系统UI的。 int n = comm.BytesToRead;/先记录下

9、来，避免某种原因，人为的原因，操作几次之间时间长，缓存不一致 byte buf = new byten;/声明一个临时数组存储当前来的串口数据 received_count += n;/增加接收计数 comm.Read（buf, 0, n）;/读取缓冲数据 / /&协议解析& bool data_1_catched = false;/缓存记录数据是否捕获到 /1.缓存数据 buffer.AddRange（buf）; /2.完整性判断 while （buffer.Count &= 4）/至少要包含头（2字节）+长度（1字节）+校验（1字节） /请不要担心使用&=，因为&=已经和&,&,=一样，是

10、独立操作符，并不是解析成&和=2个符号 /2.1 查找数据头 if （buffer0 = 0xAA && buffer1 = 0x44） /2.2 探测缓存数据是否有一条数据的字节，如果不够，就不用费劲的做其他验证了 /前面已经限定了剩余长度&=4，那我们这里一定能访问到buffer2这个长度 int len = buffer2;/数据长度 /数据完整判断第一步，长度是否足够 /len是数据段长度,4个字节是while行注释的3部分长度 if （buffer.Count & len + 4） break;/数据不够的时候什么都不做 /这里确保数据长度足够，数据头标志找到，我们开始计算校

11、验 /2.3 校验数据，确认数据正确 /异或校验，逐个字节异或得到校验码 byte checksum = 0; for （int i = 0; i & len + 3; i+）/len+3表示校验之前的位置 checksum = bufferi; if （checksum != bufferlen + 3） /如果数据校验失败，丢弃这一包数据 buffer.RemoveRange（0, len + 4）;/从缓存中删除错误数据 continue;/继续下一次循环 /至此，已经被找到了一条完整数据。我们将数据直接分析，或是缓存起来一起分析 /我们这里采用的办法是缓存一次，好处就是如果你某种原因，

12、数据堆积在缓存buffer中 /已经很多了，那你需要循环的找到最后一组，只分析最新数据，过往数据你已经处理不及时 /了，就不要浪费更多时间了，这也是考虑到系统负载能够降低。 buffer.CopyTo（0, binary_data_1, 0, len + 4）;/复制一条完整数据到具体的数据缓存 data_1_catched = true; buffer.RemoveRange（0, len + 4）;/正确分析一条数据，从缓存中移除数据。 else /这里是很重要的，如果数据开始不是头，则删除数据 buffer.RemoveAt（0）; /分析数据 if （data_1_catched） /

13、我们的数据都是定好格式的，所以当我们找到分析出的数据1，就知道固定位置一定是这些数据，我们只要显示就可以了 string data = binary_data_13.ToString（X2） + + binary_data_14.ToString（ + binary_data_15.ToString（ + binary_data_16.ToString（ + binary_data_17.ToString（ /更新界面 this.Invoke（EventHandler）（delegate txData.Text = data; ）; /如果需要别的协议，只要扩展这个data_n_catched

14、就可以了。往往我们协议多的情况下，还会包含数据编号，给来的数据进行 /编号，协议优化后就是： 头+编号+长度+数据+校验 /&/协议解析& / builder.Clear（）;/清除字符串构造器的内容 /因为要访问ui资源，所以需要使用invoke方式同步ui。 this.Invoke（EventHandler）（delegate /判断是否是显示为16禁止 if （checkBoxHexView.Checked） /依次的拼接出16进制字符串 foreach （byte b in buf） builder.Append（b.ToString（ else /直接按ASCII规则转换成字符串 b

15、uilder.Append（Encoding.ASCII.GetString（buf）; /追加的形式添加到文本框末端，并滚动到最后。 this.txGet.AppendText（builder.ToString（）; /修改接收计数 labelGetCount.Text = Get: + received_count.ToString（）; finally Listening = false;/我用完了，ui可以关闭串口了。 private void buttonOpenClose_Click（object sender, EventArgs e） /根据当前串口对象，来判断操作 if （c

16、omm.IsOpen） Closing = true; while （Listening） Application.DoEvents（）; /打开时点击，则关闭串口 comm.Close（）; else /关闭时点击，则设置好端口，波特率后打开 comm.PortName = comboPortName.Text; comm.BaudRate = int.Parse（comboBaudrate.Text）; try comm.Open（）; catch（Exception ex） /捕获到异常信息，创建一个新的comm对象，之前的不能用了。 comm = new SerialPort（）; /

17、现实异常信息给客户。 MessageBox.Show（ex.Message）; /设置按钮的状态 buttonOpenClose.Text = comm.IsOpen ?Close :Open buttonSend.Enabled = comm.IsOpen; /动态的修改获取文本框是否支持自动换行。 private void checkBoxNewlineGet_CheckedChanged（object sender, EventArgs e） txGet.WordWrap = checkBoxNewlineGet.Checked; private void buttonSend_Clic

18、k（object sender, EventArgs e） /定义一个变量，记录发送了几个字节 int n = 0; /16进制发送 if （checkBoxHexSend.Checked） /我们不管规则了。如果写错了一些，我们允许的，只用正则得到有效的十六进制数 MatchCollection mc = Regex.Matches（txSend.Text, （?i）/da-f2 List& buf = new List&（）;/填充到这个临时列表中 /依次添加到列表中 foreach （Match m in mc） buf.Add（byte.Parse（m.Value, System.Gl

19、obalization.NumberStyles.HexNumber）; /转换列表为数组后发送 comm.Write（buf.ToArray（）, 0, buf.Count）; /记录发送的字节数 n = buf.Count; else/ascii编码直接发送 /包含换行符 if （checkBoxNewlineSend.Checked） comm.WriteLine（txSend.Text）; n = txSend.Text.Length + 2; else/不包含换行符 comm.Write（txSend.Text）; n = txSend.Text.Length; send_count

20、 += n;/累加发送字节数 labelSendCount.Text = Send: + send_count.ToString（）;/更新界面 private void buttonReset_Click（object sender, EventArgs e） /复位接受和发送的字节数计数器并更新界面。 send_count = received_count = 0; labelGetCount.Text = 0 labelSendCount.Text = 至此，你只要按这个协议格式发送数据到软件打开的串口。就能在数据的data标签显示出你的数据内容，我们现在是直接显示为：01 02 03

21、04 05也就是数据段内容。 运行截图：发送模拟数据的界面，使用通用工具SSCOMM32.exe我们在回顾一下，一般二进制格式数据就是这样分析，分析数据长度是否足够，找到数据头，数据长度，校验，然后分析。分析方式很多。结合各自实际情况操作，可以使用序列化方式，但是wince不支持，也可以用BitConvert方式将连续的字节读取为某个类型的变量。希望看到这里，能给你带来帮助，欢迎大家和我讨论，希望经验丰富的朋友不吝赐教。上一篇中，有朋友说用BeginInvoke可以避免死锁问题，我暂时没有线，没有测试成功，改天测试后再公布结果。DataReceived事件中，最高效的做法是指缓存数据，然后异步的去分析数据。但是，这样较复杂，在效率要求不是很高的情况下（大多数情况），可以在DataReceived事件中缓存数据后，立刻进行数据完整性检查，有效性检查，分析数据，以及更新界面。但这么做有一个隐患，底层串口操作的效率依赖于数据分析和界面更新，任何一个环节频繁耗时过长，都会造成数据的堆积。文章只假设都不拖时间的情况。