Java程序与RSR232串口通讯小练手

一直以来都是在学习J2EE方面的应用系统开发,从未想过用JAVA来编写硬件交互程序,不过自己就是喜欢尝试一些未曾接触的新东西。在网上搜索了些资源,了解到JAVA写串口通讯的还是蛮多的,那么便着手准备开发调试环境。软件程序开发环境搭建不成问题,可这硬件环境就有点犯难啦。更何况自己用的是笔记本哪来的串口呀,再说要是真拿这串口硬件来自己也不会弄,随即想到了虚拟机,觉得这东西应该也有虚拟的吧,果真跟自己的猜测一样还真有这东西,顺便也下载了个串口小助手做为调试之用。

下面就先看看软件环境的搭建:

  • 下载comm.jarwin32com.dlljavax.comm.properties。 (附件提供下载)
  • 介绍:comm.jar提供了通讯用的java API,win32com.dll提供了供comm.jar调用的本地驱动接口,javax.comm.properties是这个驱动的类配置文件
  • 拷贝javacomm.jarX:\jre\lib\ext目录下面;
  • 拷贝javax.comm.propertiesX:\jre\lib目录下面;
  • 拷贝win32com.dllX:\jre\bin目录下面;
  • 更新下IDE里面的JDK环境,如下图:

java-hard-rsr232-1

接着是硬件虚拟环境安装虚拟串口,这里我用的是VSPD6.0(附件提供下载),安装好后启动VSPD添加我们所需要的端口,注意这里是按组的方式添加的,例如COM1和COM2是一组同时添加,以此类推。

所有环境都准备好后,先来简单认识下comm.jar的内容。单从comm API的javadoc来看,SUM提供给我们的只有区区以下13个类或接口,具体如下:

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javax.comm.CommDriver
javax.comm.CommPort javax.comm.ParallelPort
javax.comm.SerialPort javax.comm.CommPortIdentifier
javax.comm.CommPortOwnershipListener
javax.comm.ParallelPortEvent javax.comm.SerialPortEvent
javax.comm.ParallelPortEventListener (extends java.util.EventListener)
javax.comm.SerialPortEventListener (extends java.util.EventListener)
javax.comm.NoSuchPortException javax.comm.PortInUseException
javax.comm.UnsupportedCommOperationException

这些类和接口命名一看便知其意,就不做一一介绍啦,可以到官网或网上找到更详细的信息。下面先测试下所搭建的环境是否可用,主要代码如下:

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Enumeration<?> en = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
CommPortIdentifier portId;
while (en.hasMoreElements()) {
portId = (CommPortIdentifier) en.nextElement();
// 如果端口类型是串口,则打印出其端口信息
if (portId.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL) {
System.out.println(portId.getName());
}
}

运行代码后,控制台有输出正确的端口(如下图),说明所有环境正常可进行下步工作,否则请检查。

java-hard-rsr232-2

最后要解决的就是与串口数据交互的问题。在这个问题上,最主要的难点就是数据读取,因为我们不知道端口什么时候会有数据到来,也不知数据长度如何。通常,串口通信应用程序有两种模式,一种是实现SerialPortEventListener接口,监听各种串口事件并作相应处理;另一种就是建立一个独立的接收线程专门负责数据的接收。参考众多老前辈的代码后,下面就采用第一种方式写了个简单的助手程序,具体的实现请看详细代码,如下:

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package com.elkan1788.view;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Button;
import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.Image;
import java.awt.TextArea;
import java.awt.TextField;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;
import java.util.TooManyListenersException;
import javax.comm.CommPortIdentifier;
import javax.comm.NoSuchPortException;
import javax.comm.PortInUseException;
import javax.comm.SerialPort;
import javax.comm.SerialPortEvent;
import javax.comm.SerialPortEventListener;
import javax.comm.UnsupportedCommOperationException;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JComboBox;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JOptionPane;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.SwingConstants;
import javax.swing.border.EmptyBorder;
public class JavaRs232 extends JFrame implements ActionListener, SerialPortEventListener {
/**
* JDK Serial Version UID
*/
private static final long serialVersionUID = -7270865686330790103L;
protected int WIN_WIDTH = 380;
protected int WIN_HEIGHT = 300;
private JComboBox<?> portCombox, rateCombox, dataCombox, stopCombox, parityCombox;
private Button openPortBtn, closePortBtn, sendMsgBtn;
private TextField sendTf;
private TextArea readTa;
private JLabel statusLb;
private String portname, rate, data, stop, parity;
protected CommPortIdentifier portId;
protected Enumeration<?> ports;
protected List<String> portList;
protected SerialPort serialPort;
protected OutputStream outputStream = null;
protected InputStream inputStream = null;
protected String mesg;
protected int sendCount, reciveCount;
/**
* 默认构造函数
*/
public JavaRs232() {
super("Java RS-232串口通信测试程序 凡梦星尘");
setSize(WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT);
setLocationRelativeTo(null);
Image icon = null;
try {
icon = ImageIO.read(JavaRs232.class.getResourceAsStream("/res/rs232.png"));
} catch (IOException e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
setIconImage(icon);
setResizable(false);
scanPorts();
initComponents();
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setVisible(true);
}
/**
* 初始化各UI组件
* @since 2012-3-22 下午11:56:39
*/
public void initComponents() {
// 共用常量
Font lbFont = new Font("微软雅黑", Font.TRUETYPE_FONT, 14);
// 创建左边面板
JPanel northPane = new JPanel();
northPane.setLayout(new GridLayout(1, 1));
// 设置左边面板各组件
JPanel leftPane = new JPanel();
leftPane.setOpaque(false);
leftPane.setLayout(new GridLayout(3,2));
JLabel portnameLb = new JLabel("串口号:");
portnameLb.setFont(lbFont);
portnameLb.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT);
portCombox = new JComboBox<String>((String [])portList.toArray(new String[0]));
portCombox.addActionListener(this);
JLabel databitsLb = new JLabel("数据位:");
databitsLb.setFont(lbFont);
databitsLb.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT);
dataCombox = new JComboBox<Integer>(new Integer[]{5, 6, 7, 8});
dataCombox.setSelectedIndex(3);
dataCombox.addActionListener(this);
JLabel parityLb = new JLabel("校验位:");
parityLb.setFont(lbFont);
parityLb.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT);
parityCombox = new JComboBox<String>(new String[]{"NONE","ODD","EVEN","MARK","SPACE"});
parityCombox.addActionListener(this);
// 添加组件至面板
leftPane.add(portnameLb);
leftPane.add(portCombox);
leftPane.add(databitsLb);
leftPane.add(dataCombox);
leftPane.add(parityLb);
leftPane.add(parityCombox);
//创建右边面板
JPanel rightPane = new JPanel();
rightPane.setLayout(new GridLayout(3,2));
// 设置右边面板各组件
JLabel baudrateLb = new JLabel("波特率:");
baudrateLb.setFont(lbFont);
baudrateLb.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT);
rateCombox = new JComboBox<Integer>(new Integer[]{2400,4800,9600,14400,19200,38400,56000});
rateCombox.setSelectedIndex(2);
rateCombox.addActionListener(this);
JLabel stopbitsLb = new JLabel("停止位:");
stopbitsLb.setFont(lbFont);
stopbitsLb.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT);
stopCombox = new JComboBox<String>(new String[]{"1","2","1.5"});
stopCombox.addActionListener(this);
openPortBtn = new Button("打开端口");
openPortBtn.addActionListener(this);
closePortBtn = new Button("关闭端口");
closePortBtn.addActionListener(this);
// 添加组件至面板
rightPane.add(baudrateLb);
rightPane.add(rateCombox);
rightPane.add(stopbitsLb);
rightPane.add(stopCombox);
rightPane.add(openPortBtn);
rightPane.add(closePortBtn);
// 将左右面板组合添加到北边的面板
northPane.add(leftPane);
northPane.add(rightPane);
// 创建中间面板
JPanel centerPane = new JPanel();
// 设置中间面板各组件
sendTf = new TextField(42);
readTa = new TextArea(8,50);
readTa.setEditable(false);
readTa.setBackground(new Color(225,242,250));
centerPane.add(sendTf);
sendMsgBtn = new Button(" 发送 ");
sendMsgBtn.addActionListener(this);
// 添加组件至面板
centerPane.add(sendTf);
centerPane.add(sendMsgBtn);
centerPane.add(readTa);
// 设置南边组件
statusLb = new JLabel();
statusLb.setText(initStatus());
statusLb.setOpaque(true);
// 获取主窗体的容器,并将以上三面板以北、中、南的布局整合
JPanel contentPane = (JPanel)getContentPane();
contentPane.setLayout(new BorderLayout());
contentPane.setBorder(new EmptyBorder(0, 0, 0, 0));
contentPane.setOpaque(false);
contentPane.add(northPane, BorderLayout.NORTH);
contentPane.add(centerPane, BorderLayout.CENTER);
contentPane.add(statusLb, BorderLayout.SOUTH);
}
/**
* 初始化状态标签显示文本
* @return String
* @since 2012-3-23 上午12:01:53
*/
public String initStatus() {
portname = portCombox.getSelectedItem().toString();
rate = rateCombox.getSelectedItem().toString();
data = dataCombox.getSelectedItem().toString();
stop = stopCombox.getSelectedItem().toString();
parity = parityCombox.getSelectedItem().toString();
StringBuffer str = new StringBuffer("当前串口号:");
str.append(portname).append(" 波特率:");
str.append(rate).append(" 数据位:");
str.append(data).append(" 停止位:");
str.append(stop).append(" 校验位:");
str.append(parity);
return str.toString();
}
/**
* 扫描本机的所有COM端口
* @since 2012-3-23 上午12:02:42
*/
public void scanPorts() {
portList = new ArrayList<String>();
Enumeration<?> en = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
CommPortIdentifier portId;
while(en.hasMoreElements()){
portId = (CommPortIdentifier) en.nextElement();
if(portId.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL){
String name = portId.getName();
if(!portList.contains(name)) {
portList.add(name);
}
}
}
if(null == portList
|| portList.isEmpty()) {
showErrMesgbox("未找到可用的串行端口号,程序无法启动!");
System.exit(0);
}
}
/**
* 打开串行端口
* @since 2012-3-23 上午12:03:07
*/
public void openSerialPort() {
// 获取要打开的端口
try {
portId = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(portname);
} catch (NoSuchPortException e) {
showErrMesgbox("抱歉,没有找到"+portname+"串行端口号!");
setComponentsEnabled(true);
return ;
}
// 打开端口
try {
serialPort = (SerialPort) portId.open("JavaRs232", 2000);
statusLb.setText(portname+"串口已经打开!");
} catch (PortInUseException e) {
showErrMesgbox(portname+"端口已被占用,请检查!");
setComponentsEnabled(true);
return ;
}
// 设置端口参数
try {
int rate = Integer.parseInt(this.rate);
int data = Integer.parseInt(this.data);
int stop = stopCombox.getSelectedIndex()+1;
int parity = parityCombox.getSelectedIndex();
serialPort.setSerialPortParams(rate,data,stop,parity);
} catch (UnsupportedCommOperationException e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
// 打开端口的IO流管道
try {
outputStream = serialPort.getOutputStream();
inputStream = serialPort.getInputStream();
} catch (IOException e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
// 给端口添加监听器
try {
serialPort.addEventListener(this);
} catch (TooManyListenersException e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
serialPort.notifyOnDataAvailable(true);
}
/**
* 给串行端口发送数据
* @since 2012-3-23 上午12:05:00
*/
public void sendDataToSeriaPort() {
try {
sendCount++;
outputStream.write(mesg.getBytes());
outputStream.flush();
} catch (IOException e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
statusLb.setText(" 发送: "+sendCount+" 接收: "+reciveCount);
}
/**
* 关闭串行端口
* @since 2012-3-23 上午12:05:28
*/
public void closeSerialPort() {
try {
if(outputStream != null)
outputStream.close();
if(serialPort != null)
serialPort.close();
serialPort = null;
statusLb.setText(portname+"串口已经关闭!");
sendCount = 0;
reciveCount = 0;
sendTf.setText("");
readTa.setText("");
} catch (Exception e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
}
/**
* 显示错误或警告信息
* @param msg 信息
* @since 2012-3-23 上午12:05:47
*/
public void showErrMesgbox(String msg) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, msg);
}
/**
* 各组件行为事件监听
*/
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if(e.getSource() == portCombox
|| e.getSource() == rateCombox
|| e.getSource() == dataCombox
|| e.getSource() == stopCombox
|| e.getSource() == parityCombox){
statusLb.setText(initStatus());
}
if(e.getSource() == openPortBtn){
setComponentsEnabled(false);
openSerialPort();
}
if(e.getSource() == closePortBtn){
if(serialPort != null){
closeSerialPort();
}
setComponentsEnabled(true);
}
if(e.getSource() == sendMsgBtn){
if(serialPort == null){
showErrMesgbox("请先打开串行端口!");
return ;
}
mesg = sendTf.getText();
if(null == mesg || mesg.isEmpty()){
showErrMesgbox("请输入你要发送的内容!");
return ;
}
sendDataToSeriaPort();
}
}
/**
* 端口事件监听
*/
public void serialEvent(SerialPortEvent event) {
switch (event.getEventType()) {
case SerialPortEvent.BI:
case SerialPortEvent.OE:
case SerialPortEvent.FE:
case SerialPortEvent.PE:
case SerialPortEvent.CD:
case SerialPortEvent.CTS:
case SerialPortEvent.DSR:
case SerialPortEvent.RI:
case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY:
break;
case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE:
byte[] readBuffer = new byte[50];
try {
while (inputStream.available() > 0) {
inputStream.read(readBuffer);
}
StringBuilder receivedMsg = new StringBuilder("/-- ");
receivedMsg.append(new String(readBuffer).trim()).append(" --/\n");
readTa.append(receivedMsg.toString());
reciveCount++;
statusLb.setText(" 发送: "+sendCount+" 接收: "+reciveCount);
} catch (IOException e) {
showErrMesgbox(e.getMessage());
}
}
}
/**
* 设置各组件的开关状态
* @param enabled 状态
* @since 2012-3-23 上午12:06:24
*/
public void setComponentsEnabled(boolean enabled) {
openPortBtn.setEnabled(enabled);
openPortBtn.setEnabled(enabled);
portCombox.setEnabled(enabled);
rateCombox.setEnabled(enabled);
dataCombox.setEnabled(enabled);
stopCombox.setEnabled(enabled);
parityCombox.setEnabled(enabled);
}
/**
* 运行主函数
* @param args
* @since 2012-3-23 上午12:06:45
*/
public static void main(String[] args) {
new JavaRs232();
}
}

代码编写完成,按下F11键进入调试状态,一切运行正常良好,请看图:

  • 启动界面

java-hard-rsr232-3

  • 端口检测

java-hard-rsr232-4

  • 通讯测试

java-hard-rsr232-5

  • 最后再抽空来美化程序下,效果更漂亮

java-hard-rsr232-6

java-hard-rsr232-7

PS: 示例源下载

创作实属不易,如有帮助,那就打赏博主些许茶钱吧 ^_^
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