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3.3.1 PC实现串行通信的步骤[《基于Java串行通信研究》 周国华 唐土生 (常州工学院计算机信息工程学院江苏常州213002)]
通常实现串行通信的步骤如下:
1、按协议的设置初始化并打开串行口,这样做就是通知Windows本应用程序需要这个串口.并封锁其他应用程序使它们不能使用此串口。
2、配置这个串行口。
3、在串口上往返地传输数据。并在传输过程中进行校验。
4、不需要此串口时,关闭串口.即释放串口以供其它应用程序使用。
3.3.2 安装Java Communications API
Sun的J2SE中并没有直接提供以上提到的任何一种串行通讯协议的开发包。而是以独立的JAR包形式发布在java.sun.com网站上,即comm.jar。称之为Java Communications API,它是J2SE的标准扩展。comm.jar分别提供了对常用的RS232串行端口和IEEE1284并行端口通讯的支持。
下载了comm.jar开发包后.与之一起的还有两个重要的文件,win32com.dll和javax.comm.properties 。comm.jar提供了通讯用的java API。而win32com.dll提供了供comm.jar调用的本地驱动接口。而iavax.comm.properties是这个驱动的类配置文件。
首先将comm.jar复制到 <JRE_HOME>\lib\ext目录。再将win32com.dll复制到RS232应用程序运行的目录,然后将javax.com.properties复制到<JRE_ HOME>lib目录。
3.3.3串口API概览
(1) javax.comm.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。
(2) javax.comm.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
确定是否有可用的通信端口
为IO操作打开通信端口
决定端口的所有权
处理端口所有权的争用
管理端口所有权变化引发的事件(Event)
(3) javax.comm.SerialPort
这个类用于描述一个RS-232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。
(4) 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。
<1> 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COM1和COM3。
<2> 串口参数的配置
串口一般有波特率,输入/输出流控制,数据位数,停止位和齐偶校验等参数可以在该串口打开以前配置进行配置:
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) {}
<3> 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1,则转成int类型时将用1来占位。这样,原本是10000000的byte类型的数变成int型就成了1111111110000000,这是很严重的问题,应该注意避免。
通常,串口通信在从串口读数据时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。本课题采用前者,故这里只介绍如何实现实现SerialPortEventListener接口。
3.3.4 SerialPortEventListener接口的实现
首先需要在端口控制类加上“implements SerialPortEventListener”
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);
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,就可以在serialEvent中接收并处理所收到的数据。
3.3.5 Java 串口通信的核心代码:
import java.io.*;
import java.util.*;
import javax.comm.*;
public class SimpleRead implements Runnable, SerialPortEventListener {
static CommPortIdentifier portId;
static Enumeration portList;
InputStream inputStream;
OutputStream outputStream;
SerialPort serialPort;
Thread readThread;
public static void main(String[] args) {
portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
while (portList.hasMoreElements()) {
portId = (CommPortIdentifier) portList.nextElement();
if (portId.getPortType()==CommPortIdentifier.PORT_SERIAL) {
if (portId.getName().equals("COM1")) {
SimpleRead reader = new SimpleRead();
}
}
}
}
public SimpleRead() {
try {//打开串口COM1
serialPort = (SerialPort) portId.open("SimpleReadApp", 2000);
} catch (PortInUseException e) {}
try {//获得输入输出流
inputStream = serialPort.getInputStream();
outputStream = serialPort.getOutputStream();
} catch (IOException e) {}
try {//为串口添加监听器
serialPort.addEventListener(this);
} catch (TooManyListenersException e) {}
serialPort.notifyOnDataAvailable(true);
try {//配置串口
serialPort.setSerialPortParams(9600,//波特率9600bps
SerialPort.DATABITS_7,//7位数据位
SerialPort.STOPBITS_1,//1位停止位
SerialPort.PARITY_EVEN);//偶校验
} catch (UnsupportedCommOperationException e) {}
readThread = new Thread(this);//新建一线程
readThread.start();//启动线程
}
public void run() {
try {
Thread.sleep(20000);
} catch (InterruptedException e) {}
}
public void serialEvent(SerialPortEvent event) {
switch(event.getEventType()) {
case SerialPortEvent.BI:
case SerialPortEvent.OE:
case SerialPortEvent.FE:
case SerialPortEvent.PE:
case SerialPortEvent.CD:
case SerialPortEvent.CTS:
case SerialPortEvent.DSR:
case SerialPortEvent.RI:
case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY:
break;
case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE://如果有数据到达
byte[] readBuffer = new byte[20];
try {
while (inputStream.available() > 0) {
//读取一个字节到readBuffer
int numBytes = inputStream.read(readBuffer);
}
System.out.print(new String(readBuffer));
} catch (IOException e) {}
break;
}
}
}
public class RTSTest { static {
System.loadLibrary("dll");
} public native void setRTS(boolean value); public native boolean getRTS(); /**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
RTSTest rtsObj = new RTSTest();
System.out.println("In Java program set RTS = true");
rtsObj.setRTS(true);
System.out.println("return RTS's value changed in C++\nRTS.value = "
+ rtsObj.getRTS());
}
}
RTSTest.h
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class RTSTest */#ifndef _Included_RTSTest
#define _Included_RTSTest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: RTSTest
* Method: setRTS
* Signature: (Z)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_RTSTest_setRTS
(JNIEnv *, jobject, jboolean);/*
* Class: RTSTest
* Method: getRTS
* Signature: ()Z
*/
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_RTSTest_getRTS
(JNIEnv *, jobject);#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
java中输出的结果:
In Java program set RTS = true
return RTS's value changed in C++
RTS.value = true