[文章信息]?
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作者:?ptboy?
時間:?2003-03-17?
出處:?天極論壇?
責任編輯:?　　?
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[文章導讀]?
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本文介紹了一個簡單的通過串口實現全雙工通訊的Java類庫，該類庫大大的簡化了對串口進行操作的過程?
?一個嵌入式系統通常需要通過串口與其主控系統進行全雙工通訊，譬如一個流水線控制系統需要不斷的接受從主控系統發送來的查詢和控制信息，并將執行結果或查詢結果發送回主控系統。本文介紹了一個簡單的通過串口實現全雙工通訊的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?(與其他應用程序的接口),?SerialBuffer.java(用來保存從串口所接收數據的緩沖區),?ReadSerial.java?(從串口讀取數據的程序)。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是本類庫與其他應用程序的接口。該類庫中定義了SerialBean的構造方法以及初始化串口，從串口讀取數據，往串口寫入數據以及關閉串口的函數。具體介紹如下：


　　public?SerialBean(int?PortID)?

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

　　public?int?Initialize()?

　　本函數初始化所指定的串口并返回初始化結果。如果初始化成功返回1，否則返回-1。初始化的結果是該串口被SerialBean獨占性使用，其參數被設置為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據并將其保存在緩沖區中。

　　public?String?ReadPort(int?Length)?

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

　　public?void?WritePort(String?Msg)?

　　本函數向串口發送一個字符串。參數Msg是需要發送的字符串。

　　public?void?ClosePort()?

　　本函數停止串口檢測進程并關閉串口。

　　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，它定義了往該緩沖區中寫入數據和從該緩沖區中讀取數據所需要的函數。

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

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

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

　　本函數望串口緩沖區中寫入一個字符，參數c?是需要寫入的字符。

　　在往緩沖區寫入數據或者是從緩沖區讀取數據的時候，必須保證數據的同步，因此GetMsg和PutChar函數均被聲明為synchronized并在具體實現中采措施實現的數據的同步。

　　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據并將其存放到緩沖區中。

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

　　本函數構造一個ReadSerial進程，參數SB指定存放傳入數據的緩沖區，參數Port指定從串口所接收的數據流。

　　public?void?run()?

　　ReadSerial進程的主函數，它不斷的從指定的串口讀取數據并將其存放到緩沖區中。

　　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果發送到串口。

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改動。

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