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          利用Java實(shí)現(xiàn)串口全雙工通訊

          蔣清野      2001 年 5 月

          內(nèi)容:
          1. SerialBean
          2. SerialBuffer
          3. ReadSerial
          4. SerialExample


           

          一個(gè)嵌入式系統(tǒng)通常需要通過串口與其主控系統(tǒng)進(jìn)行全雙工通訊,譬如一個(gè)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(gè)簡單的通過串口實(shí)現(xiàn)全雙工通訊的Java類庫,該類庫大大的簡化了對串口進(jìn)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(gè)例程SerialExample.java 作為示范。在下面的內(nèi)容中將逐一對這幾個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)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(gè)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(dú)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(gè)進(jìn)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(gè)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(gè)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(jìn)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 startss a
          * thread which consistently monitors the serial port. Any signal capturred
          * 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 incomin
          * 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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)中采取措施實(shí)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 incomin
          * 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(gè)進(jìn)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(gè)ReadSerial進(jìn)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(jìn)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(gè)例程。它所實(shí)現(xiàn)的功能是打開串口COM1,對其進(jìn)行初始化,從串口讀取信息對其進(jìn)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(gè)Java擴(kuò)展類庫,并不包括在標(biāo)準(zhǔn)的Java SDK當(dāng)中。如果你尚未安裝這個(gè)擴(kuò)展類庫的話,你應(yīng)該從Sun公司的Java站點(diǎn)下載這個(gè)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(gè)安裝說明,如果你沒有正確安裝這個(gè)類庫及其運(yùn)行環(huán)境的話,運(yùn)行這個(gè)程序的時(shí)候你會(huì)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(gè)程序。如果你只有一臺(tái)機(jī)器,你可以利用一條RS-232電纜將COM1和COM2連接起來,在COM1上運(yùn)行SerialExample,在COM2上運(yùn)行Windows提供的超級終端程序。如果你有兩臺(tái)機(jī)器的話,你可以利用一條RS-232電纜將兩臺(tái)機(jī)器的COM1(或者是COM2)連接起來,在一端運(yùn)行例程,另外一端運(yùn)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(jìn)行相應(yīng)改動(dòng)。

          posted on 2005-05-09 09:15 jinfeng_wang 閱讀(1641) 評論(4)  編輯  收藏 所屬分類: javaZZ

          評論

          # re: 利用Java實(shí)現(xiàn)串口全雙工通訊(zz) 2005-09-02 11:16 laitouer
          感謝摟住!  回復(fù)  更多評論
            

          # re: 利用Java實(shí)現(xiàn)串口全雙工通訊(zz) 2005-10-01 01:01 陳朋奕
          這么好的文章怎么不頂呢?
          哈哈  回復(fù)  更多評論
            

          # re: 利用Java實(shí)現(xiàn)串口全雙工通訊(zz) 2006-03-08 22:03 gang
          唉,3.0 comm.jar怎么沒有windows版了??????  回復(fù)  更多評論
            

          # re: 利用Java實(shí)現(xiàn)串口全雙工通訊(zz) 2006-03-08 22:03 gang
          3.0 comm.jar 怎么沒有windows版的了???可惜,可惜  回復(fù)  更多評論
            

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