• 串口通信


    串口通信之数据接收处理1

      如果通信物理设备连接如下图1所示,即计算机有1到多个串口,而每个串口设备下仅仅挂载1个采集器,那么协议就没必要地址码,协议可以是:同步头 + 命令字 + 数据长度 + 数据正文 + 校验码。此时各个串口通信是互不相关的。        

                 

           接收数据可以采用一个队列,每当串口有数据,就直接进入数据队列,另一边再出队列,试图查找一个完整的合法数据包。接收数据时的进出队可以在一个线程里执行;也可以在两个线程处理,但得同步队列。

           下面我贴出我的VC代码(进出数据队列在同一个线程):

    //MSComm控件消息

    void CSSRRDlg::OnOnCommMscommRadio()

    {

        int                        nEvent;

        nEvent    = m_msCom.GetCommEvent();

        switch(nEvent)

        {

        case 2:            //接收缓冲区有数据

               g_bCommDataRcv = true;     //为了控制数据接收线程

               break;

        case 3:

               break;

        default:

               break;

        }

    }

    每当串口接收缓冲区有数据时,触发g_bCommDataRcv = true告诉数据接收线程,可以读串口数据。

    下面数据接收线程在开机或用户控制下启动,等待数据接收和处理。

    UINT CSSRRDlg::FetchRadioComMsgThread(LPVOID p)

    {    

           int                        i, flag=0;

           unsigned char  tmpQBuf[200];

           CSSRRDlg            *pThis = (CSSRRDlg *)p;

           BOOL                   bHead = FALSE;

           int                        Head;

           UINT                    iCount;

           int                        getLen;

           int                        f, r, len, max, tt;

           int                        test;

           while(pThis->rcvComData)   //一直成立,不停检测队列

           {

                  if (pThis->nExitCode_Radio == 1)       //主线程控制此线程退出标识

                  {

                         ::AfxEndThread(pThis->nExitCode_Radio);

                  }

                  //从串口读数据到队列--检测同步头

                  if (pThis->g_bCommDataRcv)      //OnOnCommMscommRadio事件设置的标识

                  {

                         pThis->ReadRadioCommData(pThis->hBuf);      //读串口缓冲区当前所有数据到全局(字节)队列

                         pThis->g_bCommDataRcv = false;

                  }

                  //检测同步头

                  bHead = FALSE;

                  getLen = 0;

                  iCount = 0;

                  int          bOne=TRUE;

                  while (pThis->hBuf->GetLength() > 4)        //从全局数据队列hBuf查找一个完整的合法数据包

                  {

                         len=pThis->hBuf->GetLength();   //

                         f = pThis->hBuf->front;

                         r = pThis->hBuf->rear;

                         max = pThis->hBuf->maxSize;

                         tt = (f+1)%max;

                        //验证数据包的同步头

             if (pThis->hBuf->GetElement(tt)==0x5D && pThis->hBuf->GetElement(tt+1)==0x5D             

                                && pThis->hBuf->GetElement(tt+2)==0x5D && pThis->hBuf->GetElement(tt+3)==0x02)

                         {

                                bHead = TRUE;

                                Head = tt-1;    //记录同步头front位置

                                iCount = 0;

                         }

                         //防止多个合法的数据包,只取最后一个-----包内又可能新同步头,重新计算

                         if (bOne && bHead)

                         {

                                if (pThis->hBuf->GetElement(Head+1+4)==0x01)     //命令字1

                                {

                                       getLen = 86;

                                       bOne = FALSE;

                                }

                                else if (pThis->hBuf->GetElement(Head+1+4)==0x54) //命令字2

                                {

                                       getLen = 7;

                                       bOne = FALSE;

                                }

                         }

                         if (iCount > (UINT)(getLen-1 -4))

                         {

                                if (pThis->hBuf->GetElement(Head+getLen)!=0x03)  //尾不对

                                {

                                       pThis->hBuf->DeSqueue(tmpQBuf, 4);       //剔除此次不完整包的同步头5d 5d 5d 02

                                       bHead = FALSE;

                                       iCount = 0;

                                       bOne = TRUE;

                                       pThis->hBuf->front = Head+4;           

                                       continue;

                                }

                                else  //包完整

                                {

                                       break;

                                }

                         }

                         iCount++;       //队列同步头检测移动了一步

                         pThis->hBuf->front++;

                  }

                  if (bHead && getLen)

                  {

                         pThis->hBuf->front = Head;

                         memset(tmpQBuf, 0, sizeof(tmpQBuf));

                         if ( (test=pThis->hBuf->DeSqueue(tmpQBuf, getLen)) == getLen)  //出接收数据队列

                         {

                                pThis->CheckRadioCommData(tmpQBuf, getLen);            //进一步检查数据合法性,并(通知界面)处理

                         }

                         else

                         {

                                Sleep(20);

                         }

                  }

           }

           return 0;

    }

     本程序把协议同步头 + 命令字 + 数据长度 + 数据正文 + 校验码中的校验码改成了同步尾,因为我的正文数据80字节,如果用CRC之类校验太耗时了。

    上面代码的CheckRadioCommData函数就不贴了,涉及具体的业务处理,没必要贴出来。

    //具体实现从串口m_msCom.GetInput数据

    void CSSRRDlg::ReadRadioCommData(BtyeSqu *squ)

    {

           VARIANT                    vResponse;

           int                        len, i;

           unsigned char  buf[200];

           COleSafeArray      Oledata;

           BYTE                   data[200];

           len =m_msCom.GetInBufferCount();          //获取串口接收缓冲区数据字节数

           if (len > 0)

           {

                  vResponse = m_msCom.GetInput();     //读取缓冲区数据

                  Oledata = vResponse;

                  len = Oledata.GetOneDimSize();

                  for(i=0; i<len; i++)

                  {

                         Oledata.GetElement((long *)&i, data+i);

                  }

                  for(i=0; i<len; i++)

                  {

                         char a = *(char *)(data+i);

                         buf[i] = (unsigned char)a;

                  }

                  //串口数据进入字符队列

                  if( !squ->IsFull() )

                  {

                         squ->EnSqueue(buf, len);

                  }

           }

    }

      不使用用户自定义线程,而采用DataReceive事件,C#代码基本如下:

      void comm_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
            {
                if (Closing) return;//如果正在关闭,忽略操作,直接返回,尽快的完成串口监听线程的一次循环
                try
                {
                    Listening = true;//设置标记,说明我已经开始处理数据,一会儿要使用系统UI的。
                    int n = comm.BytesToRead;//先记录下来,避免某种原因,人为的原因,操作几次之间时间长,缓存不一致
                    byte[] buf = new byte[n];//声明一个临时数组存储当前来的串口数据
                    received_count += n;//增加接收计数
                    comm.Read(buf, 0, n);//读取缓冲数据

                    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
                    //<协议解析>
                    bool data_1_catched = false;//缓存记录数据是否捕获到
                    //1.缓存数据
                    buffer.AddRange(buf);
                    //2.完整性判断
                    while (buffer.Count >= 4)//至少要包含头(2字节)+长度(1字节)+校验(1字节)
                    {
                        //请不要担心使用>=,因为>=已经和>,<,=一样,是独立操作符,并不是解析成>和=2个符号
                        //2.1 查找数据头
                        if (buffer[0] == 0xAA && buffer[1] == 0x44)
                        {
                            //2.2 探测缓存数据是否有一条数据的字节,如果不够,就不用费劲的做其他验证了
                            //前面已经限定了剩余长度>=4,那我们这里一定能访问到buffer[2]这个长度
                            int len = buffer[2];//数据长度
                            //数据完整判断第一步,长度是否足够
                            //len是数据段长度,4个字节是while行注释的3部分长度
                            if (buffer.Count < len + 4) break;//数据不够的时候什么都不做
                            //这里确保数据长度足够,数据头标志找到,我们开始计算校验
                            //2.3 校验数据,确认数据正确
                            //异或校验,逐个字节异或得到校验码
                            byte checksum = 0;
                            for (int i = 0; i < len + 3; i++)//len+3表示校验之前的位置
                            {
                                checksum ^= buffer[i];
                            }
                            if (checksum != buffer[len + 3]) //如果数据校验失败,丢弃这一包数据
                            {
                                buffer.RemoveRange(0, len + 4);//从缓存中删除错误数据
                                continue;//继续下一次循环
                            }
                            //至此,已经被找到了一条完整数据。我们将数据直接分析,或是缓存起来一起分析
                            //我们这里采用的办法是缓存一次,好处就是如果你某种原因,数据堆积在缓存buffer中
                            //已经很多了,那你需要循环的找到最后一组,只分析最新数据,过往数据你已经处理不及时
                            //了,就不要浪费更多时间了,这也是考虑到系统负载能够降低。
                            buffer.CopyTo(0, binary_data_1, 0, len + 4);//复制一条完整数据到具体的数据缓存
                            data_1_catched = true;
                            buffer.RemoveRange(0, len + 4);//正确分析一条数据,从缓存中移除数据。
                        }
                        else
                        {
                            //这里是很重要的,如果数据开始不是头,则删除数据
                            buffer.RemoveAt(0);
                        }
                    }
                    //分析数据
                    if (data_1_catched)
                    {
                        //我们的数据都是定好格式的,所以当我们找到分析出的数据1,就知道固定位置一定是这些数据,我们只要显示就可以了
                        string data = 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; }));
                    }
                    //如果需要别的协议,只要扩展这个data_n_catched就可以了。往往我们协议多的情况下,还会包含数据编号,给来的数据进行
                    //编号,协议优化后就是: 头+编号+长度+数据+校验
                    //</协议解析>
                    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

                    builder.Clear();//清除字符串构造器的内容
                    //因为要访问ui资源,所以需要使用invoke方式同步ui。
                    this.Invoke((EventHandler)(delegate
                    {
                        //判断是否是显示为16禁止
                        if (checkBoxHexView.Checked)
                        {
                            //依次的拼接出16进制字符串
                            foreach (byte b in buf)
                            {
                                builder.Append(b.ToString("X2") + " ");
                            }
                        }
                        else
                        {
                            //直接按ASCII规则转换成字符串
                            builder.Append(Encoding.ASCII.GetString(buf));
                        }
                        //追加的形式添加到文本框末端,并滚动到最后。
                        this.txGet.AppendText(builder.ToString());
                        //修改接收计数
                        labelGetCount.Text = "Get:" + received_count.ToString();
                    }));
                }
                finally
                {
                    Listening = false;//我用完了,ui可以关闭串口了。
                }
            }

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