一、串口简介

串行接口(串口)通常指COM接口,是采用串行通信方式的扩展接口。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。特别适用于远距离通信。

1、查看串口:右键 我的电脑-管理-设备管理器-端口,选择一个端口,双击查看属性。

2、 串口属性:从上图中可以看到串口属性,串口通信最重要的属性参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口,这些参数必须匹配。

(1)波特率:这是一个衡量符号传输速率的参数。指的是信号被调制以后在单位时间内的变化,即单位时间内载波参数变化的次数,如每秒钟传送960个字符,而每个字符格式包含10位(1个起始位,1个停止位,8个数据位),这时的波特率为960Bd,比特率为10位*960个/秒=9600bps。

(2)数据位:这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据往往不会是8位的,标准的值是6、7和8位。标准的ASCII码是0~127(7位),扩展的ASCII码是0~255(8位)。

(3)停止位:用于表示单个包的最后几位。典型的值为1,1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。

(4)校验位: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。

3、串口通信原理:

串行接口在嵌入式系统中是一种重要的数据通信接口,其本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。在发送数据时,数据从CPU经串行端口,字节数据转换为串行的位;在接收数据时,串行的位转换为字节数据。

4、常用的协议:

RS-232: 标准串口,最常用的一种串行通讯接口采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯, 是为点对点通讯而设计的。

RS-422: 支持点对多的双向通信。采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。

RS-485: 从RS-422基础上发展而来的, RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信,而采用四线连接时,与RS-422一样只能实现点对多的通信,但它比RS-422有改进,无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。

串口的接口标准规范9针串口:

针脚功能:

1、数据载波检测(DCD)

2、串口接收数据(RXD)   

3、串口发出数据(TXD)

4、数据终端就绪(DTR)

5、信号地线(GND)

6、数据发送就绪(DSR)

7、发送数据请求(RTS)

8、清除发送(CTS)

9、铃声指示(RI)

二、使用C#和Unity进行串口编程

在对串口进行编程时候,我们要向串口发送指令,然后我们解析串口返回的指令。从.NET Framework 2.0开始,C#提供了SerialPort类用于实现串口控制。命名空间:System.IO.Ports。详细信息可以参看(MSDN技术文档

1、 常用的字段:

PortName:获取或设置通信端口

BaudRate:获取或设置串行波特率

DataBits:获取或设置每个字节的标准数据位长度

Parity:获取或设置奇偶效验检查协议

StopBits:获取或设置每个字节的标准停止位数

2、 常用方法:

Close:关闭端口连接,将IsOpen属性设置false,并释放内部Stream对象

GetPortNames:获取当前计算机的串行端口名称数组

Open:打开一个新的串行端口连接

Read:从SerialPort输入缓冲区中读取

Write:将数据写入串行端口输出缓冲区

3、常用事件:

DataReceived:表示将处理SerialPort对象的数据接收事件的方法

DisPosed:通过调用释放组件时发生Dispose方法(继承自Component)

4、SerialPort 控件使用流程

流程是设置通信端口号及波特率、数据位、停止位和校验位,再打开端口连接、发送数据、接收数据,最后关闭端口连接步骤。

 三、编程遇到的问题

1、没有将Unity3D的API平台切换成.NET2.0,这时Unity编写SerialPort类会报错。

解决方法:将Unity3D的API平台切换成.NET2.0,切换方法: “Edit–>project Setting–>Player–>Other Setting –>Api Compatibility level”。在这里将“.NET2.0 Subset”切换为“.NET2.0”

2、Unity的目标平台没有切换为Windows平台,会提示该命名空间不支持SystemIO,提示你切换工具。

解决方法:把目标平台切换为Windows平台,否则是其他平台会报错误。

3、串口发送的信息不能正常解析

解决方法:把串口发送的消息使用字节流进行转换。(字符流转换)

4、串口接收信息的缺失问题

(1)接收字符串(string):port.ReadLine()

数据接收可能错误,数据丢失,数据接收不到

(2)接收字节数组(byte[]):port.Read()

接收数据断层,会分两次接收完整数据

(3)接收单个字节(byte):port.ReadByte()

将接收到的数据进行组合

代码可以直接使用,测试有效,直接复制到Unity脚本中和串口调试助手配合使用即可。

 using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.IO.Ports;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Text; public class PortControl : MonoBehaviour
{
#region 定义串口属性
public GUIText gui;
//public GUIText Test;
//定义基本信息
public string portName = "COM3";//串口名
public int baudRate = ;//波特率
public Parity parity = Parity.None;//效验位
public int dataBits = ;//数据位
public StopBits stopBits = StopBits.One;//停止位
SerialPort sp = null;
Thread dataReceiveThread;
//发送的消息
string message = "";
public List<byte> listReceive = new List<byte>();
char[] strchar = new char[];//接收的字符信息转换为字符数组信息
string str;
#endregion
void Start()
{
OpenPort();
dataReceiveThread = new Thread(new ThreadStart(DataReceiveFunction));
dataReceiveThread.Start();
}
void Update()
{ } #region 创建串口,并打开串口
public void OpenPort()
{
//创建串口
sp = new SerialPort(portName, baudRate, parity, dataBits, stopBits);
sp.ReadTimeout = ;
try
{
sp.Open();
}
catch (Exception ex)
{
Debug.Log(ex.Message);
}
}
#endregion #region 程序退出时关闭串口
void OnApplicationQuit()
{
ClosePort();
}
public void ClosePort()
{
try
{
sp.Close();
dataReceiveThread.Abort();
}
catch (Exception ex)
{
Debug.Log(ex.Message);
}
}
#endregion /// <summary>
/// 打印接收的信息
/// </summary>
void PrintData()
{
for (int i = ; i < listReceive.Count; i++)
{
strchar[i] = (char)(listReceive[i]);
str = new string(strchar);
}
Debug.Log(str);
} #region 接收数据
void DataReceiveFunction()
{
#region 按单个字节发送处理信息,不能接收中文
//while (sp != null && sp.IsOpen)
//{
// Thread.Sleep(1);
// try
// {
// byte addr = Convert.ToByte(sp.ReadByte());
// sp.DiscardInBuffer();
// listReceive.Add(addr);
// PrintData();
// }
// catch
// {
// //listReceive.Clear();
// }
//}
#endregion #region 按字节数组发送处理信息,信息缺失
byte[] buffer = new byte[];
int bytes = ;
while (true)
{
if (sp != null && sp.IsOpen)
{
try
{
bytes = sp.Read(buffer, , buffer.Length);//接收字节
if (bytes == )
{
continue;
}
else
{
string strbytes = Encoding.Default.GetString(buffer);
Debug.Log(strbytes);
}
}
catch (Exception ex)
{
if (ex.GetType() != typeof(ThreadAbortException))
{
}
}
}
Thread.Sleep();
}
#endregion
}
#endregion #region 发送数据
public void WriteData(string dataStr)
{
if (sp.IsOpen)
{
sp.Write(dataStr);
}
}
void OnGUI()
{
message = GUILayout.TextField(message);
if (GUILayout.Button("Send Input"))
{
WriteData(message);
}
string test = "AA BB 01 12345 01AB 0@ab 发送";//测试字符串
if (GUILayout.Button("Send Test"))
{
WriteData(test);
}
}
#endregion
}

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