发信人: qyjohn (Sweet Potato -- 成功戒BBS中...), 信区: Java 标 题: 利用Java实现串口全双工通讯 (投稿) 发信站: BBS 水木清华站 (Sat Mar 31 06:14:40 2001) 利用Java实现串口全双工通讯 (投稿) Qingye Jiang (John) SMTH ID: qyjohn E-mail : qjiang@tsinghua.edu 一个嵌入式系统通常需要通过串口与其主控系统进行全双工通讯，譬如一个流水线 控制系统需要不断的接受从主控系统发送来的查询和控制信息，并将执行结果或查 询结果发送回主控系统。本文介绍了一个简单的通过串口实现全双工通讯的Java类 库，该类库大大的简化了对串口进行操作的过程。 本类库主要包括：SerialBean.java (与其他应用程序的接口), SerialBuffer.java (用来保存从串口所接收数据的缓冲区), ReadSerial.java (从串口读取数据的程序)。 另外本类库还提供了一个例程SerialExample.java 作为示范。在下面的内容中将逐 一对这几个部分进行详细介绍。 1. SerialBean SerialBean是本类库与其他应用程序的接口。该类库中定义了SerialBean的构造方 法以及初始化串口，从串口读取数据，往串口写入数据以及关闭串口的函数。具体 介绍如下： public SerialBean(int PortID) 本函数构造一个指向特定串口的SerialBean，该串口由参数PortID所指定。 PortID = 1 表示COM1，PortID = 2 表示COM2，由此类推。 public int Initialize() 本函数初始化所指定的串口并返回初始化结果。如果初始化成功返回1，否 则返回-1。初始化的结果是该串口被SerialBean独占性使用，其参数被设置 为9600, N, 8, 1。如果串口被成功初始化，则打开一个进程读取从串口传 入的数据并将其保存在缓冲区中。 public String ReadPort(int Length) 本函数从串口(缓冲区)中读取指定长度的一个字符串。参数Length指定所返 回字符串的长度。 public void WritePort(String Msg) 本函数向串口发送一个字符串。参数Msg是需要发送的字符串。 public void ClosePort() 本函数停止串口检测进程并关闭串口。 SerialBean的源代码如下： package serial; import java.io.*; import java.util.*; import javax.comm.*; /** * * This bean provides some basic functions to implement full dulplex * information exchange through the srial port. * */ public class SerialBean { static String PortName; CommPortIdentifier portId; SerialPort serialPort; static OutputStream out; static InputStream in; SerialBuffer SB; ReadSerial RT; /** * * Constructor * * @param PortID the ID of the serial to be used. 1 for COM1, * 2 for COM2, etc. * */ public SerialBean(int PortID) { PortName = "COM" + PortID; } /** * * This function initialize the serial port for communication. It starts a * thread which consistently monitors the serial port. Any signal captured * from the serial port is stored into a buffer area. * */ public int Initialize() { int InitSuccess = 1; int InitFail = -1; try { portId = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(PortName); try { serialPort = (SerialPort) portId.open("Serial_Communication", 2000); } catch (PortInUseException e) { return InitFail; } //Use InputStream in to read from the serial port, and OutputStream //out to write to the serial port. try { in = serialPort.getInputStream(); out = serialPort.getOutputStream(); } catch (IOException e) { return InitFail; } //Initialize the communication parameters to 9600, 8, 1, none. try { serialPort.setSerialPortParams(9600, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE); } catch (UnsupportedCommOperationException e) { return InitFail; } } catch (NoSuchPortException e) { return InitFail; } // when successfully open the serial port, create a new serial buffer, // then create a thread that consistently accepts incoming signals from // the serial port. Incoming signals are stored in the serial buffer. SB = new SerialBuffer(); RT = new ReadSerial(SB, in); RT.start(); // return success information return InitSuccess; } /** * * This function returns a string with a certain length from the incoming * messages. * * @param Length The length of the string to be returned. * */ public String ReadPort(int Length) { String Msg; Msg = SB.GetMsg(Length); return Msg; } /** * * This function sends a message through the serial port. * * @param Msg The string to be sent. * */ public void WritePort(String Msg) { int c; try { for (int i = 0; i < Msg.length(); i++) out.write(Msg.charAt(i)); } catch (IOException e) {} } /** * * This function closes the serial port in use. * */ public void ClosePort() { RT.stop(); serialPort.close(); } } 2. SerialBuffer SerialBuffer是本类库中所定义的串口缓冲区，它定义了往该缓冲区中写入数据和 从该缓冲区中读取数据所需要的函数。 public synchronized String GetMsg(int Length) 本函数从串口(缓冲区)中读取指定长度的一个字符串。参数Length指定所 返回字符串的长度。 public synchronized void PutChar(int c) 本函数望串口缓冲区中写入一个字符，参数c 是需要写入的字符。 在往缓冲区写入数据或者是从缓冲区读取数据的时候，必须保证数据的同 步，因此GetMsg和PutChar函数均被声明为synchronized并在具体实现中采 取措施实现的数据的同步。 SerialBuffer的源代码如下： package serial; /** * * This class implements the buffer area to store incoming data from the serial * port. * */ public class SerialBuffer { private String Content = ""; private String CurrentMsg, TempContent; private boolean available = false; private int LengthNeeded = 1; /** * * This function returns a string with a certain length from the incoming * messages. * * @param Length The length of the string to be returned. * */ public synchronized String GetMsg(int Length) { LengthNeeded = Length; notifyAll(); if (LengthNeeded > Content.length()) { available = false; while (available == false) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { } } } CurrentMsg = Content.substring(0, LengthNeeded); TempContent = Content.substring(LengthNeeded); Content = TempContent; LengthNeeded = 1; notifyAll(); return CurrentMsg; } /** * * This function stores a character captured from the serial port to the * buffer area. * * @param t The char value of the character to be stored. * */ public synchronized void PutChar(int c) { Character d = new Character((char) c); Content = Content.concat(d.toString()); if (LengthNeeded < Content.length()) { available = true; } notifyAll(); } } 3. ReadSerial ReadSerial是一个进程，它不断的从指定的串口读取数据并将其存放到缓冲区中。 public ReadSerial(SerialBuffer SB, InputStream Port) 本函数构造一个ReadSerial进程，参数SB指定存放传入数据的缓冲区，参 数Port指定从串口所接收的数据流。 public void run() ReadSerial进程的主函数，它不断的从指定的串口读取数据并将其存放到 缓冲区中。 ReadSerial的源代码如下： package serial; import java.io.*; /** * * This class reads message from the specific serial port and save * the message to the serial buffer. * */ public class ReadSerial extends Thread { private SerialBuffer ComBuffer; private InputStream ComPort; /** * * Constructor * * @param SB The buffer to save the incoming messages. * @param Port The InputStream from the specific serial port. * */ public ReadSerial(SerialBuffer SB, InputStream Port) { ComBuffer = SB; ComPort = Port; } public void run() { int c; try { while (true) { c = ComPort.read(); ComBuffer.PutChar(c); } } catch (IOException e) {} } } 4. SerialExample SerialExample是本类库所提供的一个例程。它所实现的功能是打开串口COM1，对 其进行初始化，从串口读取信息对其进行处理后将处理结果发送到串口。 import serial.*; import java.io.*; /** * * This is an example of how to use the SerialBean. It opens COM1 and reads * six messages with different length form the serial port. * */ class SerialExample { public static void main(String[] args) { //TO DO: Add your JAVA codes here SerialBean SB = new SerialBean(1); String Msg; SB.Initialize(); for (int i = 5; i <= 10; i++) { Msg = SB.ReadPort(i); SB.WritePort("Reply: " + Msg); } SB.ClosePort(); } } 5. 编译与调试 本类库中使用了Java Communication API (javax.comm)。这是一个Java扩展类库， 并不包括在标准的Java SDK当中。如果你尚未安装这个扩展类库的话，你应该从Sun 公司的Java站点下载这个类库并将其安装在你的系统上。在所下载的包里面包括一个 安装说明，如果你没有正确安装这个类库及其运行环境的话，运行这个程序的时候你 会找不到串口。 正确安装Java Communication API并将上述程序编译通过以后，你可以按如下方法测 试这个程序。如果你只有一台机器，你可以利用一条RS-232电缆将COM1和COM2连接起 来，在COM1上运行SerialExample，在COM2上运行Windows提供的超级终端程序。如果 你有两台机器的话，你可以利用一条RS-232电缆将两台机器的COM1(或者是COM2)连接 起来，在一端运行例程，另外一端运行Windows提供的超级终端程序。如果有必要的 话，可以对SerialExample中所声明的串口进行相应改动。 本程序在Windows 2000 + Java SDK 1.3环境下编译通过并成功运行。 -- ("`-'-/").___..--'"`-._ 云与清风常拥有， `6_ 6 ) `-. ( ).`-.__.`) 冰雪知音世难求。 (_Y_.)' ._ ) `._ `. ``-..- 击节纵歌相对笑， _..`--'_..-_/ /--'_.' ,' 案上诗书杯中酒。 (il),-' (li),' ((!.-' 2000.12.31 ______________________________________________________________________ ※ 来源:?BBS 水木清华站 smth.org?[FROM: 64.166.188.154]