C#上位机开发(三)—— 构建SerialAssistant雏形

  上一篇简单介绍了C#的一些基本知识,并成功的Hello,World,那么从这篇开始,我们来自己动手写一个串口助手:

1、构思功能

  串口助手在单片机开发中经常被用来调试,最基本的功能就是接收功能和发送功能,其次,串口在打开前需要进行一些设置:串口列表选择、波特率、数据位、校验位、停止位,这样就有了一个基本的雏形;然后我们在下一篇中在此功能上添加:ASCII/HEX显示,发送,发送新行功能,重复自动发送功能,显示接收数据时间这几项扩展功能;

2、设计布局

  根据以上功能,将整个界面分为两块:设置界面(不可缩放)+ 接收区和发送区(可缩放),下面就来依次拖放控件实现:

  1)容器控件(Panel)

    Panel是容器控件,是一些小控件的容器池,用来给控件进行大致分组,要注意容器是一个虚拟的,只会在设计的时候出现,不会显示在设计完成的界面上,这里我们将整个界面分为6个容器池,如图:

  2)文本标签控件(Lable)

    用于显示一些文本,但是不可被编辑;改变其显示内容有两种方法:一是直接在属性面板修改“Text”的值,二是通过代码修改其属性,见如下代码;另外,可以修改Font属性修改其显示字体及大小,这里我们选择微软雅黑,12号字体;

label1.Text = "串口";    //设置label的Text属性值

   3)下拉组合框控件(ComboBox)

    用来显示下拉列表;通常有两种模式,一种是DropDown模式,既可以选择下拉项,也可以选择直接编辑;另一种是DropDownList模式,只能从下拉列表中选择,两种模式通过设置DropDownStyle属性选择,这里我们选择第二种模式;

    那么,如何加入下拉选项呢?对于比较少的下拉项,可以通过在属性面板中Items属性中加入,比如停止位设置,如图,如果想要出现默认值,改变Text属性就可以,但要注意必须和下拉项一致:

  另外一种是直接在页面加载函数代码中加入,比如波特率的选择,代码如下:

 private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            int i;
            //单个添加for (i = 300; i <= 38400; i = i*2)
            {
                comboBox2.Items.Add(i.ToString());  //添加波特率列表
            }

            //批量添加波特率列表
            string[] baud = { "43000","56000","57600","115200","128000","230400","256000","460800" }; 
            comboBox2.Items.AddRange(baud);

            //设置默认值
            comboBox1.Text = "COM1";
            comboBox2.Text = "115200";
            comboBox3.Text = "8";
            comboBox4.Text = "None";
            comboBox5.Text = "1";
        }

  4)按钮控件(Button)

    5)文本框控件(TextBox)

   TextBox控件与label控件不同的是,文本框控件的内容可以由用户修改,这也满足我们的发送文本框需求;在默认情况下,TextBox控价是单行显示的,如果想要多行显示,需要设置其Multiline属性为true;

   TextBox的方法中最多的是APPendText方法,它的作用是将新的文本数据从末尾处追加至TextBox中,那么当TextBox一直追加文本后就会带来本身长度不够而无法显示全部文本的问题,此时我们需要使能TextBox的纵向滚动条来跟踪显示最新文本,所以我们将TextBox的属性ScrollBars的值设置为Vertical即可;

  至此,我们的显示控件就全部添加完毕,但是还有一个最重要的空间没有添加,这种控件叫做隐式控件,它是运行于后台的,用户看不见,更不能直接控制,所以也成为组件,接下来我们添加最主要的串口组件;

  6)串口组件(SerialPort)

   这种隐式控件添加后位于设计器下面 ,串口常用的属性有两个,一个是端口号(PortName),一个是波特率(BaudRate),当然还有数据位,停止位,奇偶校验位等;串口打开与关闭都有接口可以直接调用,串口同时还有一个IsOpen属性,IsOpen为true表示串口已经打开,IsOpen为flase则表示串口已经关闭。

  添加了串口组件后,我们就可以通过它来获取电脑当前端口,并添加到可选列表中,代码如下:

   //获取电脑当前可用串口并添加到选项列表中
   comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames());

  启动后可以看到界面布局效果图如下(确保USB转串口CH340已连接):

3、搭建后台

   界面布局完成后,我们就要用代码来搭建整个软件的后台,这部分才是重中之重。

  首先,我们先来控制打开/关闭串口大致思路是:当按下打开串口按钮后,将设置值传送到串口控件的属性中,然后打开串口,按钮显示关闭串口,再次按下时,串口关闭,显示打开按钮;

  在这个过程中,要注意一点,当我们点击打开按钮时,会发生一些我们编程时无法处理的事件,比如硬件串口没有连接,串口打开的过程中硬件突然断开,这些被称之为异常,针对这些异常,C#也有try..catch处理机制,在try中放置可能产生异常的代码,比如打开串口,在catch中捕捉异常进行处理,详细代码如下:

 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)        {
        try
            {
                //将可能产生异常的代码放置在try块中
                //根据当前串口属性来判断是否打开
                if (serialPort1.IsOpen)
                {
                    //串口已经处于打开状态
                    serialPort1.Close();    //关闭串口
                    button1.Text = "打开串口";
                    button1.BackColor = Color.ForestGreen;
                    comboBox1.Enabled = true;
                    comboBox2.Enabled = true;
                    comboBox3.Enabled = true;
                    comboBox4.Enabled = true;
                    comboBox5.Enabled = true;
            textBox_receive.Text = "";  //清空接收区
            textBox_send.Text = "";     //清空发送区
                }
                else
                {
                    //串口已经处于关闭状态,则设置好串口属性后打开
                    comboBox1.Enabled = false;
                    comboBox2.Enabled = false;
                    comboBox3.Enabled = false;
                    comboBox4.Enabled = false;
                    comboBox5.Enabled = false;
                    serialPort1.PortName = comboBox1.Text;
                    serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox2.Text);
                    serialPort1.DataBits = Convert.ToInt16(comboBox3.Text);

                    if (comboBox4.Text.Equals("None"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;
                    else if(comboBox4.Text.Equals("Odd"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Odd;
                    else if (comboBox4.Text.Equals("Even"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Even;
                    else if (comboBox4.Text.Equals("Mark"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Mark;
                    else if (comboBox4.Text.Equals("Space"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Space;

                    if (comboBox5.Text.Equals("1"))
                        serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One;
                    else if (comboBox5.Text.Equals("1.5"))
                        serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.OnePointFive;
                    else if (comboBox5.Text.Equals("2"))
                        serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.Two;

                    serialPort1.Open();     //打开串口
                    button1.Text = "关闭串口";
                    button1.BackColor = Color.Firebrick;
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //捕获可能发生的异常并进行处理

                //捕获到异常,创建一个新的对象,之前的不可以再用
                serialPort1 = new System.IO.Ports.SerialPort();
                //刷新COM口选项
                comboBox1.Items.Clear();
                comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames());
                //响铃并显示异常给用户
                System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
                button1.Text = "打开串口";
                button1.BackColor = Color.ForestGreen;
                MessageBox.Show(ex.Message);
                comboBox1.Enabled = true;
                comboBox2.Enabled = true;
                comboBox3.Enabled = true;
                comboBox4.Enabled = true;
                comboBox5.Enabled = true;
            }
        }

 

 

   接下来我们构建发送和接收的后台代码,串口发送和接收都是在串口成功打开的情况下进行的,所以首先要判断串口属性IsOpen是否为1

  串口发送有两种方法,一种是字符串发送WriteLine,一种是Write(),可以发送一个字符串或者16进制发送(见下篇),其中字符串发送WriteLine默认已经在末尾添加换行符;

 private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //首先判断串口是否开启
                if (serialPort1.IsOpen)
                {
                    //串口处于开启状态,将发送区文本发送
                    serialPort1.Write(textBox_send.Text);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //捕获到异常,创建一个新的对象,之前的不可以再用
                serialPort1 = new System.IO.Ports.SerialPort();
                //刷新COM口选项
                comboBox1.Items.Clear();
                comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames());
                //响铃并显示异常给用户
                System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
                button1.Text = "打开串口";
                button1.BackColor = Color.ForestGreen;
                MessageBox.Show(ex.Message);
                comboBox1.Enabled = true;
                comboBox2.Enabled = true;
                comboBox3.Enabled = true;
                comboBox4.Enabled = true;
                comboBox5.Enabled = true;
            }
        }

  接下来开始最后一个任务 —— 串口接收,在使用串口接收之前要先为串口注册一个Receive事件,相当于单片机中的串口接收中断,然后在中断内部对缓冲区的数据进行读取,如图,输入完成后回车,就会跳转到响应代码部分:

 //串口接收事件处理
 private void SerialPort1_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
 {
 }

 

  同样的,串口接收也有两种方法,一种是16进制方式读(下篇介绍),一种是字符串方式读,在刚刚生成的代码中编写,如下:

 //串口接收事件处理
        private void SerialPort1_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            try
            {
                //因为要访问UI资源,所以需要使用invoke方式同步ui
                this.Invoke((EventHandler)(delegate
                {
                    textBox_receive.AppendText(serialPort1.ReadExisting());
                }
                   )
                );
               
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //响铃并显示异常给用户
                System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
                MessageBox.Show(ex.Message);
          
            }
        }

  这里又有了一个新的知识点,这个串口接收处理函数属于一个单独的线程,不属于main的主线程,而接收区的TextBox是在主线程中创建的,所以当我们直接用serialPort1.ReadExisting()读取回来字符串,然后用追加到textBox_receive.AppendText()追加到接收显示文本框中的时候,串口助手在运行时没有反应,甚至报异常,如图:

 

  所以,这个时候我们就需要用到invoke方式这种方式专门被用于解决从不是创建控件的线程访问它,加入了invoke方式后,串口助手就可以正常接收到数据了,如图:

 

 

 

    

 

  

posted @ 2018-06-03 17:54 Mculover666 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏