C#上位機開發（三）—— 構建SerialAssistant雛形

　　上一篇簡單介紹了C#的一些基本知識，併成功的Hello，World，那麼從這篇開始，咱們來本身動手寫一個串口助手：

一、構思功能

　　串口助手在單片機開發中常常被用來調試，最基本的功能就是接收功能和發送功能，其次，串口在打開前須要進行一些設置：串口列表選擇、波特率、數據位、校驗位、中止位，這樣就有了一個基本的雛形；而後咱們在下一篇中在此功能上添加：ASCII/HEX顯示，發送，發送新行功能，重複自動發送功能，顯示接收數據時間這幾項擴展功能；

二、設計佈局

　　根據以上功能，將整個界面分爲兩塊：設置界面（不可縮放）+ 接收區和發送區（可縮放），下面就來依次拖放控件實現：

　　1）容器控件（Panel）

　　　　Panel是容器控件，是一些小控件的容器池，用來給控件進行大體分組，要注意容器是一個虛擬的，只會在設計的時候出現，不會顯示在設計完成的界面上，這裏咱們將整個界面分爲6個容器池，如圖：

　　2）文本標籤控件（Lable）

　　　　用於顯示一些文本，可是不可被編輯；改變其顯示內容有兩種方法：一是直接在屬性面板修改「Text」的值，二是經過代碼修改其屬性，見以下代碼；另外，能夠修改Font屬性修改其顯示字體及大小，這裏咱們選擇微軟雅黑，12號字體；

label1.Text = "串口";    //設置label的Text屬性值

 　　3）下拉組合框控件（ComboBox）

　　　　用來顯示下拉列表；一般有兩種模式，一種是DropDown模式，既能夠選擇下拉項，也能夠選擇直接編輯；另外一種是DropDownList模式，只能從下拉列表中選擇，兩種模式經過設置DropDownStyle屬性選擇，這裏咱們選擇第二種模式；

　　　　那麼，如何加入下拉選項呢？對於比較少的下拉項，能夠經過在屬性面板中Items屬性中加入，好比中止位設置，如圖，若是想要出現默認值，改變Text屬性就能夠，但要注意必須和下拉項一致：

　　另一種是直接在頁面加載函數代碼中加入，好比波特率的選擇，代碼以下：

 private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            int i;
            //單個添加for (i = 300; i <= 38400; i = i*2)
            {
                comboBox2.Items.Add(i.ToString());  //添加波特率列表
            }

            //批量添加波特率列表
            string[] baud = { "43000","56000","57600","115200","128000","230400","256000","460800" }; 
            comboBox2.Items.AddRange(baud);

            //設置默認值
            comboBox1.Text = "COM1";
            comboBox2.Text = "115200";
            comboBox3.Text = "8";
            comboBox4.Text = "None";
            comboBox5.Text = "1";
        }

　　4）按鈕控件（Button）

　   5）文本框控件（TextBox）

　　　TextBox控件與label控件不一樣的是，文本框控件的內容能夠由用戶修改，這也知足咱們的發送文本框需求；在默認狀況下，TextBox控價是單行顯示的，若是想要多行顯示，須要設置其Multiline屬性爲true；

　　　TextBox的方法中最多的是APPendText方法，它的做用是將新的文本數據從末尾處追加至TextBox中，那麼當TextBox一直追加文本後就會帶來自己長度不夠而沒法顯示所有文本的問題，此時咱們須要使能TextBox的縱向滾動條來跟蹤顯示最新文本，因此咱們將TextBox的屬性ScrollBars的值設置爲Vertical便可；

　　至此，咱們的顯示控件就所有添加完畢，可是還有一個最重要的空間沒有添加，這種控件叫作隱式控件，它是運行於後臺的，用戶看不見，更不能直接控制，因此也成爲組件，接下來咱們添加最主要的串口組件；

　　6）串口組件（SerialPort）

　　　這種隱式控件添加後位於設計器下面 ，串口經常使用的屬性有兩個，一個是端口號（PortName），一個是波特率（BaudRate），固然還有數據位，中止位，奇偶校驗位等；串口打開與關閉都有接口能夠直接調用，串口同時還有一個IsOpen屬性，IsOpen爲true表示串口已經打開，IsOpen爲flase則表示串口已經關閉。

　　添加了串口組件後，咱們就能夠經過它來獲取電腦當前端口，並添加到可選列表中，代碼以下：

   //獲取電腦當前可用串口並添加到選項列表中
   comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames());

　　啓動後能夠看到界面佈局效果圖以下（確保USB轉串口CH340已鏈接）：

三、搭建後臺

 　　界面佈局完成後，咱們就要用代碼來搭建整個軟件的後臺，這部分纔是重中之重。

　　首先，咱們先來控制打開/關閉串口，大體思路是：當按下打開串口按鈕後，將設置值傳送到串口控件的屬性中，而後打開串口，按鈕顯示關閉串口，再次按下時，串口關閉，顯示打開按鈕；

　　在這個過程當中，要注意一點，當咱們點擊打開按鈕時，會發生一些咱們編程時沒法處理的事件，好比硬件串口沒有鏈接，串口打開的過程當中硬件忽然斷開，這些被稱之爲異常，針對這些異常，C#也有try..catch處理機制，在try中放置可能產生異常的代碼，好比打開串口，在catch中捕捉異常進行處理，詳細代碼以下：

 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)        {
　　　　　　　　try
            {
                //將可能產生異常的代碼放置在try塊中
                //根據當前串口屬性來判斷是否打開
                if (serialPort1.IsOpen)
                {
                    //串口已經處於打開狀態
                    serialPort1.Close();    //關閉串口
                    button1.Text = "打開串口";
                    button1.BackColor = Color.ForestGreen;
                    comboBox1.Enabled = true;
                    comboBox2.Enabled = true;
                    comboBox3.Enabled = true;
                    comboBox4.Enabled = true;
                    comboBox5.Enabled = true;
　　　　　　　　　　　　textBox_receive.Text = "";  //清空接收區
　　　　　　　　　　　　textBox_send.Text = "";     //清空發送區
                }
                else
                {
                    //串口已經處於關閉狀態，則設置好串口屬性後打開
                    comboBox1.Enabled = false;
                    comboBox2.Enabled = false;
                    comboBox3.Enabled = false;
                    comboBox4.Enabled = false;
                    comboBox5.Enabled = false;
                    serialPort1.PortName = comboBox1.Text;
                    serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox2.Text);
                    serialPort1.DataBits = Convert.ToInt16(comboBox3.Text);

                    if (comboBox4.Text.Equals("None"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;
                    else if(comboBox4.Text.Equals("Odd"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Odd;
                    else if (comboBox4.Text.Equals("Even"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Even;
                    else if (comboBox4.Text.Equals("Mark"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Mark;
                    else if (comboBox4.Text.Equals("Space"))
                        serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.Space;

                    if (comboBox5.Text.Equals("1"))
                        serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One;
                    else if (comboBox5.Text.Equals("1.5"))
                        serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.OnePointFive;
                    else if (comboBox5.Text.Equals("2"))
                        serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.Two;

                    serialPort1.Open();     //打開串口
                    button1.Text = "關閉串口";
                    button1.BackColor = Color.Firebrick;
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //捕獲可能發生的異常並進行處理

                //捕獲到異常，建立一個新的對象，以前的不能夠再用
                serialPort1 = new System.IO.Ports.SerialPort();
                //刷新COM口選項
                comboBox1.Items.Clear();
                comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames());
                //響鈴並顯示異常給用戶
                System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
                button1.Text = "打開串口";
                button1.BackColor = Color.ForestGreen;
                MessageBox.Show(ex.Message);
                comboBox1.Enabled = true;
                comboBox2.Enabled = true;
                comboBox3.Enabled = true;
                comboBox4.Enabled = true;
                comboBox5.Enabled = true;
            }
        }

 

 

 　　接下來咱們構建發送和接收的後臺代碼，串口發送和接收都是在串口成功打開的狀況下進行的，因此首先要判斷串口屬性IsOpen是否爲1；

　　串口發送有兩種方法，一種是字符串發送WriteLine，一種是Write（），能夠發送一個字符串或者16進制發送（見下篇），其中字符串發送WriteLine默認已經在末尾添加換行符；

 private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //首先判斷串口是否開啓
                if (serialPort1.IsOpen)
                {
                    //串口處於開啓狀態，將發送區文本發送
                    serialPort1.Write(textBox_send.Text);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //捕獲到異常，建立一個新的對象，以前的不能夠再用
                serialPort1 = new System.IO.Ports.SerialPort();
                //刷新COM口選項
                comboBox1.Items.Clear();
                comboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames());
                //響鈴並顯示異常給用戶
                System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
                button1.Text = "打開串口";
                button1.BackColor = Color.ForestGreen;
                MessageBox.Show(ex.Message);
                comboBox1.Enabled = true;
                comboBox2.Enabled = true;
                comboBox3.Enabled = true;
                comboBox4.Enabled = true;
                comboBox5.Enabled = true;
            }
        }

　　接下來開始最後一個任務 —— 串口接收，在使用串口接收以前要先爲串口註冊一個Receive事件，至關於單片機中的串口接收中斷，而後在中斷內部對緩衝區的數據進行讀取，如圖，輸入完成後回車，就會跳轉到響應代碼部分：

 //串口接收事件處理
 private void SerialPort1_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e) { }

 

　　一樣的，串口接收也有兩種方法，一種是16進制方式讀（下篇介紹），一種是字符串方式讀，在剛剛生成的代碼中編寫，以下：

 //串口接收事件處理
        private void SerialPort1_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            try
            {
                //由於要訪問UI資源，因此須要使用invoke方式同步ui
                this.Invoke((EventHandler)(delegate
                {
                    textBox_receive.AppendText(serialPort1.ReadExisting());
                }
                   )
                );
               
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //響鈴並顯示異常給用戶
                System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
                MessageBox.Show(ex.Message);
          
            }
        }

　　這裏又有了一個新的知識點，這個串口接收處理函數屬於一個單獨的線程，不屬於main的主線程，而接收區的TextBox是在主線程中建立的，因此當咱們直接用serialPort1.ReadExisting()讀取回來字符串，而後用追加到textBox_receive.AppendText（）追加到接收顯示文本框中的時候，串口助手在運行時沒有反應，甚至報異常，如圖：

 

　　因此，這個時候咱們就須要用到invoke方式，這種方式專門被用於解決從不是建立控件的線程訪問它，加入了invoke方式後，串口助手就能夠正常接收到數據了，如圖：