[文章信息]?
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作者:?ptboy?
時間:?2003-03-17?
出處:?天極論壇?
責(zé)任編輯:?　　?
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[文章導(dǎo)讀]?
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本文介紹了一個簡單的通過串口實現(xiàn)全雙工通訊的Java類庫，該類庫大大的簡化了對串口進行操作的過程?
?一個嵌入式系統(tǒng)通常需要通過串口與其主控系統(tǒng)進行全雙工通訊，譬如一個流水線控制系統(tǒng)需要不斷的接受從主控系統(tǒng)發(fā)送來的查詢和控制信息，并將執(zhí)行結(jié)果或查詢結(jié)果發(fā)送回主控系統(tǒng)。本文介紹了一個簡單的通過串口實現(xiàn)全雙工通訊的Java類庫，該類庫大大的簡化了對串口進行操作的過程。

　　本類庫主要包括：SerialBean.java?(與其他應(yīng)用程序的接口),?SerialBuffer.java(用來保存從串口所接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)),?ReadSerial.java?(從串口讀取數(shù)據(jù)的程序)。另外本類庫還提供了一個例程SerialExample.java?作為示范。在下面的內(nèi)容中將逐一對這幾個部分進行詳細介紹。

　　1.?SerialBean

　　SerialBean是本類庫與其他應(yīng)用程序的接口。該類庫中定義了SerialBean的構(gòu)造方法以及初始化串口，從串口讀取數(shù)據(jù)，往串口寫入數(shù)據(jù)以及關(guān)閉串口的函數(shù)。具體介紹如下：


　　public?SerialBean(int?PortID)?

　　本函數(shù)構(gòu)造一個指向特定串口的SerialBean，該串口由參數(shù)PortID所指定。PortID?=?1?表示COM1，PortID?=?2?表示COM2，由此類推。

　　public?int?Initialize()?

　　本函數(shù)初始化所指定的串口并返回初始化結(jié)果。如果初始化成功返回1，否則返回-1。初始化的結(jié)果是該串口被SerialBean獨占性使用，其參數(shù)被設(shè)置為9600,?N,?8,?1。如果串口被成功初始化，則打開一個進程讀取從串口傳入的數(shù)據(jù)并將其保存在緩沖區(qū)中。

　　public?String?ReadPort(int?Length)?

　　本函數(shù)從串口(緩沖區(qū))中讀取指定長度的一個字符串。參數(shù)Length指定所返回字符串的長度。

　　public?void?WritePort(String?Msg)?

　　本函數(shù)向串口發(fā)送一個字符串。參數(shù)Msg是需要發(fā)送的字符串。

　　public?void?ClosePort()?

　　本函數(shù)停止串口檢測進程并關(guān)閉串口。

　　SerialBean的源代碼如下：

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是本類庫中所定義的串口緩沖區(qū)，它定義了往該緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)和從該緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)所需要的函數(shù)。

　　public?synchronized?String?GetMsg(int?Length)?

　　本函數(shù)從串口(緩沖區(qū))中讀取指定長度的一個字符串。參數(shù)Length指定所返回字符串的長度。

　　public?synchronized?void?PutChar(int?c)?

　　本函數(shù)望串口緩沖區(qū)中寫入一個字符，參數(shù)c?是需要寫入的字符。

　　在往緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)或者是從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的時候，必須保證數(shù)據(jù)的同步，因此GetMsg和PutChar函數(shù)均被聲明為synchronized并在具體實現(xiàn)中采措施實現(xiàn)的數(shù)據(jù)的同步。

　　SerialBuffer的源代碼如下：

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是一個進程，它不斷的從指定的串口讀取數(shù)據(jù)并將其存放到緩沖區(qū)中。

　　public?ReadSerial(SerialBuffer?SB,?InputStream?Port)?

　　本函數(shù)構(gòu)造一個ReadSerial進程，參數(shù)SB指定存放傳入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，參數(shù)Port指定從串口所接收的數(shù)據(jù)流。

　　public?void?run()?

　　ReadSerial進程的主函數(shù)，它不斷的從指定的串口讀取數(shù)據(jù)并將其存放到緩沖區(qū)中。

　　ReadSerial的源代碼如下：

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是本類庫所提供的一個例程。它所實現(xiàn)的功能是打開串口COM1，對其進行初始化，從串口讀取信息對其進行處理后將處理結(jié)果發(fā)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.?編譯與調(diào)試

　　本類庫中使用了Java?Communication?API?(javax.comm)。這是一個Java擴展類庫，并不包括在標準的Java?SDK當中。如果你尚未安裝這個擴展類庫的話，你應(yīng)該從Sun公司的Java站點下載這個類庫并將其安裝在你的系統(tǒng)上。在所下載的包里面包括一個安裝說明，如果你沒有正確安裝這個類庫及其運行環(huán)境的話，運行這個程序的時候你會找不到串口。

　　正確安裝Java?Communication?API并將上述程序編譯通過以后，你可以按如下方法測試這個程序。如果你只有一臺機器，你可以利用一條RS-232電纜將COM1和COM2連接起來，在COM1上運行SerialExample，在COM2上運行Windows提供的超級終端程序。如果你有兩臺機器的話，你可以利用一條RS-232電纜將兩臺機器的COM1(或者是COM2)連接起來，在一端運行例程，另外一端運行Windows提供的超級終端程序。如果有必要的
話，可以對SerialExample中所聲明的串口進行相應(yīng)改動。

　　本程序在Windows?2000?+?Java?SDK?1.3環(huán)境下編譯通過并成功運行。