.Net Micro Framework研究—串口操作
.Net Micro Framework研究—串口操作
试验平台：Digi MF开发板
Digi提供的示例中包含了串口的示例程序，主要代码如下：
public
bool
EchoByte()
{
SerialPortserial;
bool exceptionRaised = false ;
bool testResult = true ;
string message = " Thisisanechotest.Enterthecharactertoecho,orESCtoexit. " ;
byte []encodedMessage = c_encoding.GetBytes(message);
byte []buffer = new byte [ 1 ];
try
{
serial = new SerialPort( new SerialPort.Configuration(Cpu.Serial.COM1,Cpu.BaudRate.Baud115200, false ));
serial.Write(encodedMessage, 0 ,message.Length);
while (buffer[ 0 ] != 0x1b )
{
serial.Read(buffer, 0 ,buffer.Length,Timeout.Infinite);
serial.Write(buffer, 0 ,buffer.Length);
}
serial.Dispose();
}
catch
{
exceptionRaised = true ;
}
if (exceptionRaised == true )
testResult = false ;
return testResult;
}
{
SerialPortserial;
bool exceptionRaised = false ;
bool testResult = true ;
string message = " Thisisanechotest.Enterthecharactertoecho,orESCtoexit. " ;
byte []encodedMessage = c_encoding.GetBytes(message);
byte []buffer = new byte [ 1 ];
try
{
serial = new SerialPort( new SerialPort.Configuration(Cpu.Serial.COM1,Cpu.BaudRate.Baud115200, false ));
serial.Write(encodedMessage, 0 ,message.Length);
while (buffer[ 0 ] != 0x1b )
{
serial.Read(buffer, 0 ,buffer.Length,Timeout.Infinite);
serial.Write(buffer, 0 ,buffer.Length);
}
serial.Dispose();
}
catch
{
exceptionRaised = true ;
}
if (exceptionRaised == true )
testResult = false ;
return testResult;
}
部署运行后，你可以用超级终端进行测试，测试图如下：
（图MF10280001.JPG）
注意：如果串口程序非正常退出，有可能导致开发板无法发送数据（接收倒是正常），重启开发板即可。
用测试程序还是体现不出.Net Micro Framework的优势，我决定用MF实现Modbus Rtu Slave服务端（支持Modbus Rtu 3号命令），并且地址为0的数据存放了GPIO入的信息，这样在上位机就很方面的检测IO信号了。
用了大约15分钟，就把我以前用C++开发的Modbus Rtu Slave程序移植到MF平台上来的，我想如果用单片来开发，虽然也有可能借用以前的代码，但很方便的把IO信号也非常快捷的集成进来，恐怕不容易。
值得一提的是VS2005 的调试功能非常强大，很容易添加断点及监控当前变量的值，同时用debug.print()命令也非常好使，这样调试程序绝对比调试单片舒服。
下面贴出我写的Modbus RtuSlave代码
using
System;
using Microsoft.SPOT;
using System.Threading;
using Microsoft.SPOT.Hardware;
namespace MFModbus
{
public class ModbusRtu
{
private Threadm_worker;
private bool m_RunFlag;
private byte bytRtuDataFlag = 0 ;
private byte bytRtuDataIdx;
private byte []bytRtuData = new byte [ 8 ];
// 设备地址，默认为1
private byte ModbusAddr = 1 ;
// 数据区（注意，Modbus读写是以字（双字节）为单位的）
private byte []DataBuff = new byte [ 128 ];
SerialPortserial = null ;
InputPort[]input = new InputPort[ 5 ];
Cpu.Pin[]pin = new Cpu.Pin[ 5 ]{(Cpu.Pin) 0 ,(Cpu.Pin) 1 ,(Cpu.Pin) 2 ,(Cpu.Pin) 5 ,(Cpu.Pin) 6 };
public ModbusRtu( byte mModbusAddr)
{
ModbusAddr = mModbusAddr;
for ( int i = 0 ;i < 5 ;i ++ )
{
input[i] = new InputPort(pin[i], false ,Port.ResistorMode.PullUp);
}
}
~ ModbusRtu()
{
Stop();
}
// CRC16校验
private UInt16GetCheckCode( byte []buf, int nEnd)
{
UInt16crc = (UInt16) 0xffff ;
int i,j;
for (i = 0 ;i < nEnd;i ++ )
{
crc ^= (UInt16)buf[i];
for (j = 0 ;j < 8 ;j ++ )
{
if ((crc & 1 ) != 0 )
{
crc >>= 1 ;
crc ^= 0xA001 ;
}
else
crc >>= 1 ;
}
}
return crc;
}
// 启动Modbus服务
public void Run()
{
try
{
// 仅有波特率选项，竟然没有奇偶校验控制
serial = new SerialPort( new SerialPort.Configuration(Serial.COM1,BaudRate.Baud9600, false ));
Debug.Print( " OpenSerialOK " );
m_worker = new Thread( new ThreadStart( this .ModbusThreadProc));
m_RunFlag = true ;
m_worker.Start();
}
catch
{
Debug.Print( " SerialError " );
}
}
// 停止Modbus服务
public void Stop()
{
m_RunFlag = false ;
if (serial != null )
serial.Dispose();
}
// ModbusSlave服务
private void ModbusThreadProc()
{
Debug.Print( " StartModbusSlave " );
byte []bytData = new byte [ 1 ];
while (m_RunFlag)
{
serial.Read(bytData, 0 ,bytData.Length,Timeout.Infinite);
RtuSlave(bytData[ 0 ]);
}
}
// 串口数据处理
private void RtuSlave( byte bytData)
{
// Debug.Print(bytRtuDataIdx.ToString()+"-"+bytData.ToString());
if (bytRtuDataFlag == 0 )
{
// 如果数据为首地址
if (bytData == ModbusAddr)
{
bytRtuDataFlag = 1 ;
bytRtuDataIdx = 0 ;
bytRtuData[bytRtuDataIdx ++ ] = bytData;
}
}
else
{
bytRtuData[bytRtuDataIdx ++ ] = bytData;
if (bytRtuDataIdx >= 8 )
{
// 信息处理
UInt16intCRC16 = GetCheckCode(bytRtuData, 8 - 2 );
// Debug.Print("CRC:"+bytRtuData[8-2].ToString()+""+((byte)(intCRC16&0xFF)).ToString()+"|"+bytRtuData[8-1].ToString()+""+((byte)((intCRC16>>8)&0xff)).ToString());
// CRC16校验检验
if (bytRtuData[ 8 - 2 ] == (intCRC16 & 0xFF ) && bytRtuData[ 8 - 1 ] == ((intCRC16 >> 8 ) & 0xff ))
{
byte []bytSendData = new byte [ 255 ];
byte bytErrorFlag = 0 ;
byte bytErrorNo = 1 ;
// Debug.Print("CRCOK");
// 读数据
if (bytRtuData[ 1 ] == 3 )
{
UInt16lngDataAddr = bytRtuData[ 2 ];
lngDataAddr = (UInt16)((lngDataAddr << 8 ) + bytRtuData[ 3 ]); // 地址
UInt16lngDataNum = bytRtuData[ 4 ];
lngDataNum = (UInt16)((lngDataNum << 8 ) + bytRtuData[ 5 ]); // 数量
if (lngDataAddr * 2 + lngDataNum * 2 > 1024 || lngDataNum > 120 )
{
bytErrorNo = 2 ;
bytErrorFlag = 0 ;
}
else
{
bytSendData[ 0 ] = bytRtuData[ 0 ];
bytSendData[ 1 ] = bytRtuData[ 1 ];
bytSendData[ 2 ] = ( byte )(lngDataNum * 2 );
// 读GPIO信号
DataBuff[ 0 ] = 0 ;
DataBuff[ 1 ] = ( byte )((input[ 0 ].Read() ? 1 : 0 ) | (input[ 1 ].Read() ? 2 : 0 ) | (input[ 2 ].Read() ? 4 : 0 ) | (input[ 3 ].Read() ? 8 : 0 ) | (input[ 4 ].Read() ? 16 : 0 ));
for ( int i = 0 ;i < bytSendData[ 2 ];i ++ )
{
bytSendData[ 3 + i] = DataBuff[lngDataAddr * 2 + i];
}
intCRC16 = GetCheckCode(bytSendData, 3 + lngDataNum * 2 );
bytSendData[ 3 + lngDataNum * 2 ] = ( byte )(intCRC16 & 0xFF ); // CRC校验低位
bytSendData[ 4 + lngDataNum * 2 ] = ( byte )((intCRC16 >> 8 ) & 0xff ); // CRC校验高位
// 发送数据
int intRet = serial.Write(bytSendData, 0 , 5 + lngDataNum * 2 );
// Debug.Print("SendDataOK"+intRet.ToString());
bytErrorFlag = 1 ;
}
}
if (bytErrorFlag == 0 )
{
// 协议不支持
bytSendData[ 0 ] = bytRtuData[ 0 ];
bytSendData[ 1 ] = ( byte )(bytRtuData[ 1 ] | 0x80 );
bytSendData[ 2 ] = bytErrorNo;
intCRC16 = GetCheckCode(bytSendData, 3 );
bytSendData[ 3 ] = ( byte )(intCRC16 & 0xFF ); // CRC校验低位
bytSendData[ 4 ] = ( byte )((intCRC16 >> 8 ) & 0xff ); // CRC校验高位
// 发送数据
serial.Write(bytSendData, 0 , 5 );
}
}
bytRtuDataFlag = 0 ;
}
}
return ;
}
// 串口号
public static class Serial
{
public const SerialPort.SerialCOM1 = (SerialPort.Serial) 0 ;
public const SerialPort.SerialCOM2 = (SerialPort.Serial) 1 ;
}
// 串口波特率
public static class BaudRate
{
public const SerialPort.BaudRateBaud4800 = (SerialPort.BaudRate) 4800 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud9600 = (SerialPort.BaudRate) 9600 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud19200 = (SerialPort.BaudRate) 19200 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud38400 = (SerialPort.BaudRate) 38400 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud57600 = (SerialPort.BaudRate) 57600 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud115200 = (SerialPort.BaudRate) 115200 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud230400 = (SerialPort.BaudRate) 230400 ;
}
}
}
using Microsoft.SPOT;
using System.Threading;
using Microsoft.SPOT.Hardware;
namespace MFModbus
{
public class ModbusRtu
{
private Threadm_worker;
private bool m_RunFlag;
private byte bytRtuDataFlag = 0 ;
private byte bytRtuDataIdx;
private byte []bytRtuData = new byte [ 8 ];
// 设备地址，默认为1
private byte ModbusAddr = 1 ;
// 数据区（注意，Modbus读写是以字（双字节）为单位的）
private byte []DataBuff = new byte [ 128 ];
SerialPortserial = null ;
InputPort[]input = new InputPort[ 5 ];
Cpu.Pin[]pin = new Cpu.Pin[ 5 ]{(Cpu.Pin) 0 ,(Cpu.Pin) 1 ,(Cpu.Pin) 2 ,(Cpu.Pin) 5 ,(Cpu.Pin) 6 };
public ModbusRtu( byte mModbusAddr)
{
ModbusAddr = mModbusAddr;
for ( int i = 0 ;i < 5 ;i ++ )
{
input[i] = new InputPort(pin[i], false ,Port.ResistorMode.PullUp);
}
}
~ ModbusRtu()
{
Stop();
}
// CRC16校验
private UInt16GetCheckCode( byte []buf, int nEnd)
{
UInt16crc = (UInt16) 0xffff ;
int i,j;
for (i = 0 ;i < nEnd;i ++ )
{
crc ^= (UInt16)buf[i];
for (j = 0 ;j < 8 ;j ++ )
{
if ((crc & 1 ) != 0 )
{
crc >>= 1 ;
crc ^= 0xA001 ;
}
else
crc >>= 1 ;
}
}
return crc;
}
// 启动Modbus服务
public void Run()
{
try
{
// 仅有波特率选项，竟然没有奇偶校验控制
serial = new SerialPort( new SerialPort.Configuration(Serial.COM1,BaudRate.Baud9600, false ));
Debug.Print( " OpenSerialOK " );
m_worker = new Thread( new ThreadStart( this .ModbusThreadProc));
m_RunFlag = true ;
m_worker.Start();
}
catch
{
Debug.Print( " SerialError " );
}
}
// 停止Modbus服务
public void Stop()
{
m_RunFlag = false ;
if (serial != null )
serial.Dispose();
}
// ModbusSlave服务
private void ModbusThreadProc()
{
Debug.Print( " StartModbusSlave " );
byte []bytData = new byte [ 1 ];
while (m_RunFlag)
{
serial.Read(bytData, 0 ,bytData.Length,Timeout.Infinite);
RtuSlave(bytData[ 0 ]);
}
}
// 串口数据处理
private void RtuSlave( byte bytData)
{
// Debug.Print(bytRtuDataIdx.ToString()+"-"+bytData.ToString());
if (bytRtuDataFlag == 0 )
{
// 如果数据为首地址
if (bytData == ModbusAddr)
{
bytRtuDataFlag = 1 ;
bytRtuDataIdx = 0 ;
bytRtuData[bytRtuDataIdx ++ ] = bytData;
}
}
else
{
bytRtuData[bytRtuDataIdx ++ ] = bytData;
if (bytRtuDataIdx >= 8 )
{
// 信息处理
UInt16intCRC16 = GetCheckCode(bytRtuData, 8 - 2 );
// Debug.Print("CRC:"+bytRtuData[8-2].ToString()+""+((byte)(intCRC16&0xFF)).ToString()+"|"+bytRtuData[8-1].ToString()+""+((byte)((intCRC16>>8)&0xff)).ToString());
// CRC16校验检验
if (bytRtuData[ 8 - 2 ] == (intCRC16 & 0xFF ) && bytRtuData[ 8 - 1 ] == ((intCRC16 >> 8 ) & 0xff ))
{
byte []bytSendData = new byte [ 255 ];
byte bytErrorFlag = 0 ;
byte bytErrorNo = 1 ;
// Debug.Print("CRCOK");
// 读数据
if (bytRtuData[ 1 ] == 3 )
{
UInt16lngDataAddr = bytRtuData[ 2 ];
lngDataAddr = (UInt16)((lngDataAddr << 8 ) + bytRtuData[ 3 ]); // 地址
UInt16lngDataNum = bytRtuData[ 4 ];
lngDataNum = (UInt16)((lngDataNum << 8 ) + bytRtuData[ 5 ]); // 数量
if (lngDataAddr * 2 + lngDataNum * 2 > 1024 || lngDataNum > 120 )
{
bytErrorNo = 2 ;
bytErrorFlag = 0 ;
}
else
{
bytSendData[ 0 ] = bytRtuData[ 0 ];
bytSendData[ 1 ] = bytRtuData[ 1 ];
bytSendData[ 2 ] = ( byte )(lngDataNum * 2 );
// 读GPIO信号
DataBuff[ 0 ] = 0 ;
DataBuff[ 1 ] = ( byte )((input[ 0 ].Read() ? 1 : 0 ) | (input[ 1 ].Read() ? 2 : 0 ) | (input[ 2 ].Read() ? 4 : 0 ) | (input[ 3 ].Read() ? 8 : 0 ) | (input[ 4 ].Read() ? 16 : 0 ));
for ( int i = 0 ;i < bytSendData[ 2 ];i ++ )
{
bytSendData[ 3 + i] = DataBuff[lngDataAddr * 2 + i];
}
intCRC16 = GetCheckCode(bytSendData, 3 + lngDataNum * 2 );
bytSendData[ 3 + lngDataNum * 2 ] = ( byte )(intCRC16 & 0xFF ); // CRC校验低位
bytSendData[ 4 + lngDataNum * 2 ] = ( byte )((intCRC16 >> 8 ) & 0xff ); // CRC校验高位
// 发送数据
int intRet = serial.Write(bytSendData, 0 , 5 + lngDataNum * 2 );
// Debug.Print("SendDataOK"+intRet.ToString());
bytErrorFlag = 1 ;
}
}
if (bytErrorFlag == 0 )
{
// 协议不支持
bytSendData[ 0 ] = bytRtuData[ 0 ];
bytSendData[ 1 ] = ( byte )(bytRtuData[ 1 ] | 0x80 );
bytSendData[ 2 ] = bytErrorNo;
intCRC16 = GetCheckCode(bytSendData, 3 );
bytSendData[ 3 ] = ( byte )(intCRC16 & 0xFF ); // CRC校验低位
bytSendData[ 4 ] = ( byte )((intCRC16 >> 8 ) & 0xff ); // CRC校验高位
// 发送数据
serial.Write(bytSendData, 0 , 5 );
}
}
bytRtuDataFlag = 0 ;
}
}
return ;
}
// 串口号
public static class Serial
{
public const SerialPort.SerialCOM1 = (SerialPort.Serial) 0 ;
public const SerialPort.SerialCOM2 = (SerialPort.Serial) 1 ;
}
// 串口波特率
public static class BaudRate
{
public const SerialPort.BaudRateBaud4800 = (SerialPort.BaudRate) 4800 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud9600 = (SerialPort.BaudRate) 9600 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud19200 = (SerialPort.BaudRate) 19200 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud38400 = (SerialPort.BaudRate) 38400 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud57600 = (SerialPort.BaudRate) 57600 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud115200 = (SerialPort.BaudRate) 115200 ;
public const SerialPort.BaudRateBaud230400 = (SerialPort.BaudRate) 230400 ;
}
}
}
程序部署运行后，直接用标准的Modbus Rtu客户端程序测试即可，我用的是我以前编写的Modbus Rtu Client程序，测试如下：
（图MF10280002.JPG）
这时候，你直接操作SW2的拨码，该数字就会发生变化（前提SW1的拨码都拨到右边）。
缺点：很奇怪的是串口的参数仅能配置波特率，奇偶校验，数据位却无法配置。
总的印象：用MF开发嵌入式系统还是非常有前景的，至少使产品的开发周期大大缩短，并且代码升级维护方便。