串口常用参数的介绍

串口是一种非常通用的设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus(USB)混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。

典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配： 在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位为1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不是真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。

嵌入式系统或传感器网络的很多应用和测试都需要通过PC机与嵌入式设备或传感器节点进行通信 其中 最常用的接口就是RS 串口和并口(鉴于USB接口的复杂性以及不需要很大的数据传输量 USB接口用在这里还是显得过于奢侈 况且目前除了SUN有一个支持USB的包之外 我还没有看到其他直接支持USB的Java类库) SUN的CommAPI分别提供了对常用的RS 串行端口和IEEE 并行端口通讯的支持 RS C(又称EIA RS C 以下简称RS )是在 年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准 RS 是一个全双工的通讯协议 它可以同时进行数据接收和发送的工作

常见的Java串口包

目前 常见的Java串口包有SUN在 年发布的串口通信API m jar(Windows下) m jar(Linux/Solaris);IBM的串口通信API以及一个开源的实现 鉴于在Windows下SUN的API比较常用以及IBM的实现和SUN的在API层面都是一样的 那个开源的实现又不像两家大厂的产品那样让人放心 这里就只介绍SUN的串口通信API在Windows平台下的使用

串口包的安装(Windows下)

到SUN的网站下载javam win zip 包含的东西如下所示

按照其使用说明(l)的说法 要想使用串口包进行串口通信 除了设置好环境变量之外 还要将win dll复制到 \bin目录下;将m jar复制到 \lib;把m properties也同样拷贝到 \lib目录下 然而在真正运行使用串口包的时候 仅作这些是不够的 因为通常当运行 java MyApp 的时候 是由JRE下的虚拟机启动MyApp的 而我们只复制上述文件到JDK相应目录下 所以应用程序将会提示找不到串口 解决这个问题的方法很简单 我们只须将上面提到的文件放到JRE相应的目录下就可以了

值得注意的是 在网络应用程序中使用串口API的时候 还会遇到其他更复杂问题 有兴趣的话 你可以查看CSDN社区中 关于网页上Applet用javam 读取客户端串口的问题 的帖子

串口API概览

m CommPort

这是用于描述一个被底层系统支持的端口的抽象类 它包含一些高层的IO控制方法 这些方法对于所有不同的通讯端口来说是通用的 SerialPort 和ParallelPort都是它的子类 前者用于控制串行端口而后者用于控这并口 二者对于各自底层的物理端口都有不同的控制方法 这里我们只关心SerialPort

m CommPortIdentifier

这个类主要用于对串口进行管理和设置 是对串口进行访问控制的核心类 主要包括以下方法

l 确定是否有可用的通信端口

l 为IO *** 作打开通信端口

l 决定端口的所有权

l 处理端口所有权的争用

l 管理端口所有权变化引发的事件(Event)

m SerialPort

这个类用于描述一个RS 串行通信端口的底层接口 它定义了串口通信所需的最小功能集 通过它 用户可以直接对串口进行读 写及设置工作

串口API实例

大段的文字怎么也不如一个小例子来的清晰 下面我们就一起看一下串口包自带的例子 SerialDemo中的一小段代码来加深对串口API核心类的使用方法的认识

列举出本机所有可用串口

     void listPortChoices() { CommPortIdentifier portId; Enumeration en = CommPortIdentifier getPortIdentifiers(); // iterate through the ports while (en hasMoreElements()) { portId = (CommPortIdentifier) en nextElement(); if (portId getPortType() == CommPortIdentifier PORT_SERIAL) { System out println(portId getName()); } } portChoice select(parameters getPortName()); }

以上代码可以列举出当前系统所有可用的串口名称 我的机器上输出的结果是 和

串口参数的配置

串口一般有如下参数可以在该串口打开以前配置进行配置

包括波特率 输入/输出流控制 数据位数 停止位和齐偶校验

SerialPort sPort; try { sPort setSerialPortParams(BaudRate Databits Stopbits Parity); //设置输入/输出控制流 sPort setFlowControlMode(FlowControlIn | FlowControlOut); } catch (UnsupportedCommOperationException e) {}

串口的读写

对串口读写之前需要先打开一个串口

     CommPortIdentifier portId = CommPortIdentifier getPortIdentifier(PortName); try { SerialPort sPort = (SerialPort) portId open( 串口所有者名称  超时等待时间); } catch (PortInUseException e) {//如果端口被占用就抛出这个异常 throw new SerialConnectionException(e getMessage()); } //用于对串口写数据 OutputStream os = new BufferedOutputStream(sPort getOutputStream()); os write(int data); //用于从串口读数据 InputStream is = new BufferedInputStream(sPort getInputStream()); int receivedData = is read();

读出来的是int型 你可以把它转换成需要的其他类型

这里要注意的是 由于Java语言没有无符号类型 即所有的类型都是带符号的 在由byte到int的时候应该尤其注意 因为如果byte的最高位是 则转成int类型时将用 来占位 这样 原本是 的byte类型的数变成int型就成了 这是很严重的问题 应该注意避免

串口通信的通用模式及其问题

终于唠叨完我最讨厌的基础知识了 下面开始我们本次的重点 串口应用的研究 由于向串口写数据很简单 所以这里我们只关注于从串口读数据的情况 通常 串口通信应用程序有两种模式 一种是实现SerialPortEventListener接口 监听各种串口事件并作相应处理;另一种就是建立一个独立的接收线程专门负责数据的接收 由于这两种方法在某些情况下存在很严重的问题(至于什么问题这里先卖个关子J) 所以我的实现是采用第三种方法来解决这个问题

事件监听模型

现在我们来看看事件监听模型是如何运作的

l 首先需要在你的端口控制类(例如SManager)加上 implements SerialPortEventListener

l 在初始化时加入如下代码

     try { SerialPort sPort addEventListener(SManager); } catch (TooManyListenersException e) { sPort close(); throw new SerialConnectionException( too many listeners added ); } sPort notifyOnDataAvailable(true);

l 覆写public void serialEvent(SerialPortEvent e)方法 在其中对如下事件进行判断

BI 通讯中断

CD 载波检测

CTS 清除发送

DATA_AVAILABLE 有数据到达

DSR 数据设备准备好

FE 帧错误

OE 溢位错误

OUTPUT_BUFFER_EMPTY 输出缓冲区已清空

PE 奇偶校验错

RI振铃指示

一般最常用的就是DATA_AVAILABLE 串口有数据到达事件 也就是说当串口有数据到达时 你可以在serialEvent中接收并处理所收到的数据 然而在我的实践中 遇到了一个十分严重的问题

首先描述一下我的实验 我的应用程序需要接收传感器节点从串口发回的查询数据 并将结果以图标的形式显示出来 串口设定的波特率是 川口每隔 毫秒返回一组数据(大约是 字节左右) 周期(即持续时间)为 秒 实测的时候在一个周期内应该返回 多个字节 而用事件监听模型我最多只能收到不到 字节 不知道这些字节都跑哪里去了 也不清楚到底丢失的是那部分数据 值得注意的是 这是我将serialEvent()中所有处理代码都注掉 只剩下打印代码所得的结果 数据丢失的如此严重是我所不能忍受的 于是我决定采用其他方法

串口读数据的线程模型

这个模型顾名思义 就是将接收数据的 *** 作写成一个线程的形式:

      public void startReadingDataThread() { Thread readDataProcess = new Thread(new Runnable() { public void run() { while (newData !=  ) { try { newData = is read(); System out println(newData); //其他的处理过程 ……… } catch (IOException ex) { System err println(ex); return; } } readDataProcess start(); }

在我的应用程序中 我将收到的数据打包放到一个缓存中 然后启动另一个线程从缓存中获取并处理数据 两个线程以生产者—消费者模式协同工作 数据的流向如下图所示

这样 我就圆满解决了丢数据问题 然而 没高兴多久我就又发现了一个同样严重的问题 虽然这回不再丢数据了 可是原本一个周期( 秒)之后 传感器节电已经停止传送数据了 但我的串口线程依然在努力的执行读串口 *** 作 在控制台也可以看见收到的数据仍在不断的打印 原来 由于传感器节点发送的数据过快 而我的接收线程处理不过来 所以InputStream就先把已到达却还没处理的字节缓存起来 于是就导致了明明传感器节点已经不再发数据了 而控制台却还能看见数据不断打印这一奇怪的现象 唯一值得庆幸的是最后收到数据确实是 左右字节 没出现丢失现象 然而当处理完最后一个数据的时候已经快 分半钟了 这个时间远远大于节点运行周期 这一延迟对于一个实时的显示系统来说简直是灾难!

后来我想 是不是由于两个线程之间的同步和通信导致了数据接收缓慢呢于是我在接收线程的代码中去掉了所有处理代码 仅保留打印收到数据的语句 结果依然如故 看来并不是线程间的通信阻碍了数据的接收速度 而是用线程模型导致了对于发送端数据发送速率过快的情况下的数据接收延迟 这里申明一点 就是对于数据发送速率不是如此快的情况下前面者两种模型应该还是好用的 只是特殊情况还是应该特殊处理

第三种方法

痛苦了许久(Boss天天催我L)之后 偶然的机会 我听说TinyOS中(又是开源的)有一部分是和我的应用程序类似的串口通信部分 于是我下载了它的 x版的Java代码部分 参考了它的处理方法 解决问题的方法说穿了其实很简单 就是从根源入手 根源不就是接收线程导致的吗 那好 我就干脆取消接收线程和作为中介的共享缓存 而直接在处理线程中调用串口读数据的方法来解决问题(什么 为什么不把处理线程也一并取消 都取消应用程序界面不就锁死了吗所以必须保留)于是程序变成了这样

public byte[] getPack(){ while (true) { // PacketLength为数据包长度 byte[] msgPack = new byte[PacketLength]; for(int i =  ; i < PacketLength; i++){ if( (newData = is read()) !=  ){ msgPack[i] = (byte) newData; System out println(msgPack[i]); } } return msgPack; } }

在处理线程中调用这个方法返回所需要的数据序列并处理之 这样不但没有丢失数据的现象行出现 也没有数据接收延迟了 这里唯一需要注意的就是当串口停止发送数据或没有数据的时候is read()一直都返回 如果一旦在开始接收数据的时候发现 就不要理它 继续接收 直到收到真正的数据为止

结束语

lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/26605

串口用来做设备之间的相互通信啊。例如你这个例子，就是主机（PC）通过串口发送控制命令给从机（电表），从机（电表）通过串口回发当前读数给主机（PC）。

你打开串口以后，按照图中的格式发给电表就能读取数据。先发一个68h，然后发6字节的电表地址，再发一个68h，然后发控制命令（例如11h就是读数据），然后发数据段长度（图中示例4个字节）、数据段（图中示例为“3343”），然后发校验和，最后是16h结尾。

首先，需要硬件支持。一条USB转串口线，FPGA板上则需要一个电平转换芯片，如MAX232等。通过USB转串口线将FPGA与电脑连接起来；其次，FPGA固件中需要编写RS232协议的收发代码；最后，在电脑上通过串口调试助手即可与FPGA通信。

根据您的问题，USART_Cmd() 是一个串口使能函数，用于使能串口1。根据函数命名的规范，一般来说，该函数应该接受一个或多个参数来完成使能串口1的 *** 作。

根据您提供的信息，该函数有两个参数，但具体参数的名称和类型无法确定，因为这取决于函数的具体实现和使用的编程语言。在实际的代码中，这两个参数应该在函数的定义或声明中有明确的说明。例如，函数的原型可能类似于以下形式：

void USART_Cmd(int usart_num, int enable);

其中，usart_num 参数表示串口号，用于指定要使能的串口，可能取值为 1，2，3 等，具体取决于目标平台的串口号定义。enable 参数表示使能状态，用于指定是否使能串口，可能取值为 0 或 1，其中 0 表示禁用，1 表示使能。

在实际的调用中，您需要根据具体的函数定义和需求，传递正确的参数值来实现使能串口1的 *** 作。例如，以下示例演示了如何调用类似上面原型的函数来使能串口1：

USART_Cmd(1, 1); // 使能串口1

请注意，以上只是一个示例，具体的函数定义和参数类型可能会根据您的目标平台和使用的编程语言而有所不同，您需要参考实际的函数定义和文档来确定正确的参数类型和取值范围。

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