我們的串口程序，除了通用的，進行串口監(jiān)聽收發(fā)的簡單工具，大多都和下位機有關(guān)，這就需要關(guān)心我們的通訊協(xié)議如何緩存，分析，以及通知界面。我們先說一下通訊協(xié)議。通訊協(xié)議就是通訊雙方共同遵循的一套規(guī)則，定義協(xié)議的原則是盡可能的簡單以提高傳輸率，盡可能的具有安全性保證數(shù)據(jù)傳輸完整正確。基于這2點規(guī)則，我們一個通訊協(xié)議應(yīng)該是這樣的：頭+數(shù)據(jù)長度+數(shù)據(jù)正文+校驗例如：AA44050102030405EA這里我假設(shè)的一條數(shù)據(jù)，協(xié)議如下：數(shù)據(jù)頭：AA44數(shù)據(jù)長度：05數(shù)據(jù)正文：0102030405校驗：EA一般數(shù)據(jù)的校驗，都會采用常用的方式，CRC16,CRC32,Xor。有的數(shù)據(jù)安全要求高的，不允許丟包的，可能還要加入重發(fā)機制或是加入數(shù)據(jù)恢復(fù)算法，在校驗后根據(jù)前面數(shù)據(jù)添加恢復(fù)字節(jié)流以恢復(fù)數(shù)據(jù)。我這里采用的是簡單的異或校驗，包含數(shù)據(jù)頭的所有字節(jié)，依次異或得到的。協(xié)議很簡單，我也認為分析協(xié)議是很簡單的事情，下面我們就如何分析協(xié)議來實際的結(jié)合c#看一下。er...再等等，在我們實際開始編碼之前，還有一個規(guī)則需要了解，我們有了通訊協(xié)議，如何結(jié)合串口的協(xié)議來分析，需要關(guān)心什么呢？哦。一般就是4個問題：緩存收到的所有數(shù)據(jù)，找到一條完整數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，界面通知。如果分的更詳細一點，緩存收到的所有數(shù)據(jù)，我們想到最高效的辦法就是順序表，也就是數(shù)組，但數(shù)組的操作比較復(fù)雜，當你使用完一條數(shù)據(jù)后，用過的需要移除；新數(shù)據(jù)如果過多的時候，緩存過大需要清理；數(shù)據(jù)搬移等等，很有可能一個不小心就會丟數(shù)據(jù)導(dǎo)致軟件出些莫名其妙的小問題。個人建議，使用List＜byte＞，內(nèi)部是數(shù)組方式實現(xiàn)，每次數(shù)據(jù)不足夠的時候會擴容1倍，數(shù)據(jù)的增刪改都已經(jīng)做的很完善了。不會出現(xiàn)什么小問題。找到一條完整數(shù)據(jù)，如何找到完整數(shù)據(jù)呢？就我們例子的這個協(xié)議，首先在緩存的數(shù)據(jù)中找AA44,當我們找到后，探測后面的字節(jié)，發(fā)現(xiàn)是05,然后看緩存剩下的數(shù)據(jù)是否足夠，不足夠就不用判斷，減少時間消耗，如果剩余數(shù)據(jù)＞=6個（包含1個字節(jié)的校驗），我們就算一個校驗，看和最后的校驗是否一致。分析數(shù)據(jù)：鑒于網(wǎng)絡(luò)的開放性，我無法確定讀者對c#的了解程度，介紹一下，常用的方式就是BitConvert.ToInt32這一系列的方法，把連續(xù)的字節(jié)（和變量長度一樣）讀取并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的變量。C++下使用memcpy，或直接類型轉(zhuǎn)換后進行值拷貝，vb6下使用CopyMemory這個api。校驗：前面說過了。完整性判斷的時候需要和校驗對比，大多系統(tǒng)都不太嚴格，不支持重發(fā)，所以數(shù)據(jù)錯誤就直接丟棄。導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤的原因很多，比如電磁干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整或錯誤、硬件驅(qū)動效率不夠?qū)е聰?shù)據(jù)丟失、我們的軟件緩存出錯等。這些軟件因素數(shù)據(jù)系統(tǒng)錯誤，需要修改，但是電磁干擾么，有這個可能的。雖然很少。

其實我知道，就算是我，看別人的博客也是，喜歡看圖片，看代碼，文字性的東西，一看就頭大。那我接下來貼出基于上一篇文章的改進版本，支持協(xié)議分析（協(xié)議不能配置，可配置的協(xié)議不是我們討論的范疇?？梢钥纯从蠨FA（確定性有限狀態(tài)機））我們修改一下界面，以便能顯示收到后分析的數(shù)據(jù)代碼如下:viewplaincopytoclipboardprint?usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.ComponentModel;usingSystem.Data;usingSystem.Drawing;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;usingSystem.Windows.Forms;usingSystem.IO.Ports;usingSystem.Text.RegularExpressions;namespaceSerialportSample(publicpartialclassSerialportSampleForm:Form(privateSerialPortcomm=newSerialPort();privateStringBuilderbuilder=newStringBuilder();//避免在事件處理方法中反復(fù)的創(chuàng)建，定義到外面。privatelongreceived_count=0;//接收計數(shù)privatelongsend_count=0;//發(fā)送計數(shù)privateboolListening=false;//是否沒有執(zhí)行完invoke相關(guān)操作privateboolClosing=false;//是否正在關(guān)閉串口，執(zhí)行Application.DoEvents，并阻止再次invokeprivateList<byte>buffer=newList<byte>(4096);//默認分配1頁內(nèi)存，并始終限制不允許超過privatebyte[]binary_data_1=newbyte[9];//AA44050102030405EApublicSerialportSampleForm()(InitializeComponent();}〃窗體初始化privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)(//初始化下拉串口名稱列表框string[]ports=SerialPort.GetPortNames();Array.Sort(ports);comboPortName.Items.AddRange(ports);comboPortName.SelectedIndex=comboPortName.Items.Count>0?0:-1;comboBaudrate.SelectedIndex=comboBaudrate.Items.IndexOf("19200");//初始化SerialPort對象comm.NewLine="\r\n";comm.RtsEnable=true;//根據(jù)實際情況吧。//添加事件注冊comm.DataReceived+=comm_DataReceived;}voidcomm_DataReceived(objectsender,SerialDataReceivedEventArgse)(if(Closing)return;//如果正在關(guān)閉，忽略操作，直接返回，盡快的完成串口監(jiān)聽線程的一次循環(huán)try(Listening=true;//設(shè)置標記，說明我已經(jīng)開始處理數(shù)據(jù)，一會兒要使用系統(tǒng)UI的。intn=comm.BytesToRead;//先記錄下來，避免某種原因，人為的原因，操作幾次之間時間長，緩存不一致byte[]buf=newbyte[n];//聲明一個臨時數(shù)組存儲當前來的串口數(shù)據(jù)received_count+=n;//增加接收計數(shù)comm.Read(buf,0,n);//讀取緩沖數(shù)據(jù)///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////<協(xié)議解析〉booldata_1_catched=false;//緩存記錄數(shù)據(jù)是否捕獲到//1.緩存數(shù)據(jù)buffer.AddRange(buf);//2.完整性判斷while(buffer.Count>=4)//至少要包含頭(2字節(jié))+長度(1字節(jié))+校驗(1字節(jié))(〃請不要擔心使用〉=，因為>=已經(jīng)和>,<,=一樣，是獨立操作符，并不是解析成〉和=2個符號//2.1查找數(shù)據(jù)頭if(buffer[0]==0xAA&&buffer[1]==0x44)(//2.2探測緩存數(shù)據(jù)是否有一條數(shù)據(jù)的字節(jié)，如果不夠，就不用費勁的做其他驗證了//前面已經(jīng)限定了剩余長度>=4,那我們這里一定能訪問到buffer[2]這個長度intlen=buffer⑵;//數(shù)據(jù)長度//數(shù)據(jù)完整判斷第一步，長度是否足夠//len是數(shù)據(jù)段長度,4個字節(jié)是while行注釋的3部分長度if(buffer.Count<len+4)break;//數(shù)據(jù)不夠的時候什么都不做〃這里確保數(shù)據(jù)長度足夠，數(shù)據(jù)頭標志找到，我們開始計算校驗//2.3校驗數(shù)據(jù)，確認數(shù)據(jù)正確〃異或校驗，逐個字節(jié)異或得到校驗碼bytechecksum=0;for(inti=0;i<len+3;i++)//len+3表示校驗之前的位置(checksumA=buffer[i];}if(checksum!=buffer[len+3])//如果數(shù)據(jù)校驗失敗，丟棄這一包數(shù)據(jù)(buffer.RemoveRange(0,len+4);//從緩存中刪除錯誤數(shù)據(jù)continue;〃繼續(xù)下一次循環(huán)}//至此，已經(jīng)被找到了一條完整數(shù)據(jù)。我們將數(shù)據(jù)直接分析，或是緩存起來一起分析//我們這里采用的辦法是緩存一次，好處就是如果你某種原因，數(shù)據(jù)堆積在緩存buffer中〃已經(jīng)很多了，那你需要循環(huán)的找到最后一組，只分析最新數(shù)據(jù)，過往數(shù)據(jù)你已經(jīng)處理不及時//了，就不要浪費更多時間了，這也是考慮到系統(tǒng)負載能夠降低。buffer.CopyTo(0,binary_data_1,0,len+4);//復(fù)制一條完整數(shù)據(jù)到具體的數(shù)據(jù)緩存data_1_catched=true;buffer.RemoveRange(0,len+4);//正確分析一條數(shù)據(jù)，從緩存中移除數(shù)據(jù)。}else(〃這里是很重要的，如果數(shù)據(jù)開始不是頭，則刪除數(shù)據(jù)buffer.RemoveAt(0);}}〃分析數(shù)據(jù)if(data_1_catched)(//我們的數(shù)據(jù)都是定好格式的，所以當我們找到分析出的數(shù)據(jù)1，就知道固定位置一定是這些數(shù)據(jù)，我們只要顯示就可以了stringdata=binary_data_1[3].ToString("X2")+""+binary_data_1[4].ToString("X2")+""+binary_data_1[5].ToString("X2")+""+binary_data_1[6].ToString("X2")+""+binary_data_1[7].ToString("X2");//更新界面this.Invoke((EventHandler)(delegate{txData.Text=data;}));}〃如果需要別的協(xié)議，只要擴展這個data_n_catched就可以了。往往我們協(xié)議多的情況下，還會包含數(shù)據(jù)編號，給來的數(shù)據(jù)進行〃編號，協(xié)議優(yōu)化后就是：頭+編號+長度+數(shù)據(jù)+校驗//</協(xié)議解析〉/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////builder.Clear();//清除字符串構(gòu)造器的內(nèi)容〃因為要訪問ui資源，所以需要使用invoke方式同步ui。this.Invoke((EventHandler)(delegate{//判斷是否是顯示為16禁止if(checkBoxHexView.Checked){//依次的拼接出16進制字符串foreach(bytebinbuf){builder.Append(b.ToString(”X2”)+"");}}else{//直接按ASCII規(guī)則轉(zhuǎn)換成字符串builder.Append(Encoding.ASCII.GetString(buf));}//追加的形式添加到文本框末端，并滾動到最后。this.txGet.AppendText(builder.ToString());//修改接收計數(shù)labelGetCount.Text="Get:"+receivedcount.ToString();}));}finally(Listening=false;//我用完了，ui可以關(guān)閉串口了。}}privatevoidbuttonOpenClose_Click(objectsender,EventArgse)(//根據(jù)當前串口對象，來判斷操作if(comm.IsOpen)(Closing=true;while(Listening)Application.DoEvents();〃打開時點擊，則關(guān)閉串口comm.Close();}else(〃關(guān)閉時點擊，則設(shè)置好端口，波特率后打開comm.PortName=comboPortName.Text;comm.BaudRate=int.Parse(comboBaudrate.Text);try(comm.Open();}catch(Exceptionex)(//捕獲到異常信息，創(chuàng)建一個新的comm對象，之前的不能用了。comm=newSerialPort();〃現(xiàn)實異常信息給客戶。MessageBox.Show(ex.Message);}}〃設(shè)置按鈕的狀態(tài)buttonOpenClose.Text=comm.IsOpen?"Close":"Open";buttonSend.Enabled=comm.IsOpen;}〃動態(tài)的修改獲取文本框是否支持自動換行。privatevoidcheckBoxNewlineGet_CheckedChanged(objectsender,EventArgse)(txGet.WordWrap=checkBoxNewlineGet.Checked;}privatevoidbuttonSend_Click(objectsender,EventArgse)(〃定義一個變量，記錄發(fā)送了幾個字節(jié)intn=0;//16進制發(fā)送if(checkBoxHexSend.Checked)(//我們不管規(guī)則了。如果寫錯了一些，我們允許的，只用正則得到有效的十六進制數(shù)MatchCollectionmc=Regex.Matches(txSend.Text,@"(?i)[\da-f]{2}");List<byte>buf=newList<byte>();//填充到這個臨時列表中//依次添加到列表中foreach(Matchminmc){buf.Add(byte.Parse(m.Value,System.Globalization.NumberStyles.HexNumber));}〃轉(zhuǎn)換列表為數(shù)組后發(fā)送comm.Write(buf.ToArray(),0,buf.Count);〃記錄發(fā)送的字節(jié)數(shù)n=buf.Count;}else//ascii編碼直接發(fā)送{//包含換行符if(checkBoxNewlineSend.Checked){comm.WriteLine(txSend.Text);n=txSend.Text.Length+2;}else//不包含換行符{comm.Write(txSend.Text);n=txSend.Text.Length;}}send_count+=n;//累加發(fā)送字節(jié)數(shù)labelSendCount.Text="Send:"+send_count.ToString();//更新界面}privatevoidbuttonReset_Click(objectsender,EventArgse)(〃復(fù)位接受和發(fā)送的字節(jié)數(shù)計數(shù)器并更新界面。sendcount=receivedcount=0;labelGetCount.Text="Get:0";labelSendCount.Text="Send:0";}}}usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.ComponentModel;usingSystem.Data;usingSystem.Drawing;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;usingSystem.Windows.Forms;usingSystem.IO.Ports;usingSystem.Text.RegularExpressions;namespaceSerialportSample(publicpartialclassSerialportSampleForm:Form(privateSerialPortcomm=newSerialPort();StringBuilder();//避免在事件處理方法中反復(fù)的創(chuàng)建，定義到外privateStringBuilderbuilder=newStringBuilder();//避免在事件處理方法中反復(fù)的創(chuàng)建，定義到外privatelongreceived_count=0;//接收計數(shù)privatelongsend_count=0;//發(fā)送計數(shù)privateboolListening=false;//是否沒有執(zhí)行完invoke相關(guān)操作privateboolClosing=false;//是否正在關(guān)閉串口，執(zhí)行Application.DoEvents，并阻止再次invokeprivateList<byte>buffer=newList<byte>(4096);//默認分配1頁內(nèi)存，并始終限制不允許超過privatebyte[]binary_data_1=newbyte[9];//AA44050102030405EApublicSerialportSampleForm()(InitializeComponent();}〃窗體初始化privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)(//初始化下拉串口名稱列表框string[]ports=SerialPort.GetPortNames();Array.Sort(ports);comboPortName.Items.AddRange(ports);comboPortName.SelectedIndex=comboPortName.Items.Count>0?0:-1;comboBaudrate.SelectedIndex=comboBaudrate.Items.IndexOf("19200");//初始化SerialPort對象comm.NewLine="\r\n";comm.RtsEnable=true;//根據(jù)實際情況吧。//添加事件注冊comm.DataReceived+=comm_DataReceived;}voidcomm_DataReceived(objectsender,SerialDataReceivedEventArgse)(if(Closing)return;//如果正在關(guān)閉，忽略操作，直接返回，盡快的完成串口監(jiān)聽線程的一次循環(huán)try(Listening=true;//設(shè)置標記，說明我已經(jīng)開始處理數(shù)據(jù)，一會兒要使用系統(tǒng)UI的。intn=comm.BytesToRead;//先記錄下來，避免某種原因，人為的原因，操作幾次之間時間長，緩存不一致byte[]buf=newbyte[n];//聲明一個臨時數(shù)組存儲當前來的串口數(shù)據(jù)received_count+=n;//增加接收計數(shù)comm.Read(buf,0,n);//讀取緩沖數(shù)據(jù)///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////<協(xié)議解析〉booldata_1_catched=false;//緩存記錄數(shù)據(jù)是否捕獲到//1.緩存數(shù)據(jù)buffer.AddRange(buf);//2.完整性判斷while(buffer.Count>=4)//至少要包含頭(2字節(jié))+長度(1字節(jié))+校驗(1字節(jié))(〃請不要擔心使用〉=，因為>=已經(jīng)和>,<,=一樣，是獨立操作符，并不是解析成〉和=2個符號//2.1查找數(shù)據(jù)頭if(buffer[0]==0xAA&&buffer[1]==0x44)(//2.2探測緩存數(shù)據(jù)是否有一條數(shù)據(jù)的字節(jié)，如果不夠，就不用費勁的做其他驗證了//前面已經(jīng)限定了剩余長度>=4,那我們這里一定能訪問到buffer[2]這個長度intlen=buffer⑵;//數(shù)據(jù)長度//數(shù)據(jù)完整判斷第一步，長度是否足夠//len是數(shù)據(jù)段長度,4個字節(jié)是while行注釋的3部分長度if(buffer.Count<len+4)break;//數(shù)據(jù)不夠的時候什么都不做〃這里確保數(shù)據(jù)長度足夠，數(shù)據(jù)頭標志找到，我們開始計算校驗//2.3校驗數(shù)據(jù)，確認數(shù)據(jù)正確〃異或校驗，逐個字節(jié)異或得到校驗碼bytechecksum=0;for(inti=0;i<len+3;i++)//len+3表示校驗之前的位置(checksumA=buffer[i];}if(checksum!=buffer[len+3])//如果數(shù)據(jù)校驗失敗，丟棄這一包數(shù)據(jù)(buffer.RemoveRange(0,len+4);//從緩存中刪除錯誤數(shù)據(jù)continue;〃繼續(xù)下一次循環(huán)}//至此，已經(jīng)被找到了一條完整數(shù)據(jù)。我們將數(shù)據(jù)直接分析，或是緩存起來一起分析//我們這里采用的辦法是緩存一次，好處就是如果你某種原因，數(shù)據(jù)堆積在緩存buffer中〃已經(jīng)很多了，那你需要循環(huán)的找到最后一組，只分析最新數(shù)據(jù)，過往數(shù)據(jù)你已經(jīng)處理不及時//了，就不要浪費更多時間了，這也是考慮到系統(tǒng)負載能夠降低。buffer.CopyTo(0,binary_data_1,0,len+4);//復(fù)制一條完整數(shù)據(jù)到具體的數(shù)據(jù)緩存data_1_catched=true;buffer.RemoveRange(0,len+4);//正確分析一條數(shù)據(jù)，從緩存中移除數(shù)據(jù)。}else(〃這里是很重要的，如果數(shù)據(jù)開始不是頭，則刪除數(shù)據(jù)buffer.RemoveAt(0);}}〃分析數(shù)據(jù)if(data_1_catched)(//我們的數(shù)據(jù)都是定好格式的，所以當我們找到分析出的數(shù)據(jù)1，就知道固定位置一定是這些數(shù)據(jù)，我們只要顯示就可以了stringdata=binary_data_1[3].ToString("X2")+""+binary_data_1[4].ToString("X2")+""+binary_data_1[5].ToString("X2")+""+binary_data_1[6].ToString("X2")+""+binary_data_1[7].ToString("X2");//更新界面this.Invoke((EventHandler)(delegate{txData.Text=data;}));}〃如果需要別的協(xié)議，只要擴展這個datancatched就可以了。往往我們協(xié)議多的情況下，還會包含數(shù)據(jù)編號，給來的數(shù)據(jù)進行〃編號，協(xié)議優(yōu)化后就是：頭+編號+長度+數(shù)據(jù)+校驗//</協(xié)議解析〉/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////builder.Clear();//清除字符串構(gòu)造器的內(nèi)容〃因為要訪問ui資源，所以需要使用invoke方式同步ui。this.Invoke((EventHandler)(delegate{//判斷是否是顯示為16禁止if(checkBoxHexView.Checked)(//依次的拼接出16進制字符串foreach(bytebinbuf)(builder.Append(b.ToString("X2")+"");}}else(//直接按ASCII規(guī)則轉(zhuǎn)換成字符串builder.Append(Encoding.ASCII.GetString(buf));}//追加的形式添加到文本框末端，并滾動到最后。this.txGet.AppendText(builder.ToString());//修改接收計數(shù)labelGetCount.Text="Get:"+receivedcount.ToString();}));}finally(Listening=false;//我用完了，ui可以關(guān)閉串口了。}}privatevoidbuttonOpenClose_Click(objectsender,EventArgse)(//根據(jù)當前串口對象，來判斷操作if(comm.IsOpen)(Closing=true;while(Listening)Application.DoEvents();〃打開時點擊，則關(guān)閉串口comm.Close();}else(〃關(guān)閉時點擊，則設(shè)置好端口，波特率后打開comm.PortName=comboPortName.Text;comm.BaudRate=int.Parse(comboBaudrate.Text);try(comm.Open();}catch(Exceptionex)(//捕獲到異常信息，創(chuàng)建一個新的comm對象，之前的不能用了。comm=newSerialPort();〃現(xiàn)實異常信息給客戶。MessageBox.Show(ex.Message);}}〃設(shè)置按鈕的狀態(tài)buttonOpenClose.Text=comm.IsOpen?"Close":"Open";buttonSend.Enabled=comm.IsOpen;}〃動態(tài)的修改獲取文本框是否支持自動換行。privatevoidcheckBoxNewlineGet_CheckedChanged(objectsender,EventArgse)(txGet.WordWrap=checkBoxNewlineGet.Checke