工作中，LIS系统经常需要开发接口与仪器或流水线对接，串口通讯应该是最常见的几种通讯方式之一了。
至于串口是什么、串口通讯又是什么，这些基本概念就不多做介绍了。
这里就针对于我在串口开发中碰到过的一些问题，做一个简单的分享。
串口模拟
无论是开发还是测试，肯定都离不开串口的模拟测试，我们不大可能直接在电脑上安装两个串口，所以模拟串口就是最优解了，从网上可以很轻松的搜索到模拟串口的软件。
这里我建议使用Virtual Serial Port Driver，大家可以搜索VSPD下载：
安装什么的就不过多解释了，安装完成后我们可以打开并添加模拟串口或者删除模拟的串口，界面如下：
如果对应的串口被使用，也可以从这里看出其串口的状态：
当然我们可以在我们的电脑中查看现有的串口，设备管理器中可以查看：
串口调试工具
串口调试工具就是用于串口数据接收/发送的工具软件，比较简单易用的是“串口调试助手V2.2”。
但是使用中有几点需要注意：
- 偶尔会发生崩溃，这是串口调试工具的问题；
- 只能使用COM1-COM4这几个串口，有局限性；
- 与某些需要检测串口监听状态的仪器连接，虽然已经打开串口但是可能仪器仍然提示连接失败；
如果碰到以上问题，那就只能只能自己找解决方案，另外如果具备一定开发经验后，建议根据自身需求来定制自己的串口调试工具，可以避免以上问题。
串口监视精灵
除了串口调试助手以外，另外比较推荐的工具就是串口监视精灵了，顾名思义其就是类似于网口通讯中的抓包工具。
当初从网上找到这个工具的原因是之前LIS系统替换第三方LIS系统，有一个仪器的双工接口开发一直存在问题，所以想看一下第三方LIS怎么实现的双工通讯消息的交互。
当然如果开发的串口通讯工具中没有输出日志，也可以使用该工具进行监听。
一般我们网上能够找到的分为无DLL版和安装版，这里建议使用安装版。
上图为无Dll版，需要选择监听串口所在的进程，中文会乱码，能监听到串口的关闭但是打开的事件则没有输出。
上图是安装版，使用安装版需要注意如果系统是x64，第一次使用需要点击软件界面上的“启用64位系统驱动签名”，另外重启。如果监听不到数据，尝试先关闭通讯软件，打开监听后再打开通讯软件。
安装版能够监听到的数据就更完整一些，且每次数据的收发都统一显示为一条记录，这就比无Dll版本的更加友好，但是同样存在的问题是因为是ASC编码所以中文仍然是乱码，需要自己使用HEX编码进行转换。
另外安装版也附带有一个串口调试工具可以使用：
串口通讯开发
获取当前电脑的串口
引入System.IO.Ports命名空间，然后可以使用SerialPort.GetPortNames()获取当前电脑的所有串行端口名称。
using System;
using System.IO.Ports;
namespace SerialPortTestConsole
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string[] ports = SerialPort.GetPortNames();
foreach (string port in ports)
{
Console.WriteLine(port);
}
Console.ReadKey();
}
}
}
串口数据收发
引入System.IO.Ports命名空间，然后实例化SerialPort对象，使用Open方法打开串口，DataReceived事件进行数据接收，Write方法可以进行数据发送。
using System;
using System.IO.Ports;
using System.Text;
namespace SerialPortTestConsole
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//注意：以下为串口初始化常用的属性，赋值为默认值，如果没有赋值属性默认也是这些值
SerialPort port = new SerialPort()
{
PortName = "COM1",//端口号
BaudRate = 9600,//波特率
DataBits = 8,//数据位
Parity = Parity.None,//校验位
StopBits = StopBits.One,//停止位
Encoding = Encoding.ASCII,//文本转换编码
WriteBufferSize = 2048,//输出缓存
ReadBufferSize = 4096,//输入缓存
WriteTimeout = -1,//写超时
ReadTimeout = -1,//读超时
RtsEnable = false,//RTS信号：建议启用
DtrEnable = false,//DTR信号：建议启用
};
//数据接收事件 输出到控制台
port.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler((sender, e) =>
{
while (port.BytesToRead > 0)
{
int length = port.BytesToRead;
byte[] buffer = new byte[length];
port.Read(buffer, 0, length);
Console.WriteLine(port.Encoding.GetString(buffer));
}
});
//打开串口
if (!port.IsOpen)
{
try
{
port.Open();
Console.WriteLine($"串口打开成功：{port.PortName}");
}
catch (Exception exception)
{
Console.WriteLine($"打开串口失败：{exception.Message}");
}
}
if (port.IsOpen)
{
//输入串口发送内容
string input = "";
do
{
Console.WriteLine("请输入要发送的内容：");
input = Console.ReadLine();
if (!string.IsNullOrEmpty(input))
{
byte[] buffer = port.Encoding.GetBytes(input);
port.Write(buffer, 0, buffer.Length);
}
} while (!string.IsNullOrEmpty(input));
//关闭串口释放资源
port.Close();
}
port.Dispose();
}
}
}
一个简单的调试工具
通过以上例子基本上对串口数据手法有个简单的了解，这里我们设计一个工具，来实现串口调试工具的基本功能。
SerialPort的属性/方法/事件基本没有什么好说的了，这里主要需要了解HEX数据的转换：
/// <summary>
/// 字符串拓展方法
/// </summary>
public static partial class StringExtension
{
/// <summary>
/// 将指定字符串转换为十六进制Hex字符串形式。
/// </summary>
/// <param name="input">要转换的原始字符串。</param>
/// <param name="e">编码</param>
/// <returns>转换后的内容</returns>
public static string ToHex(this string input, Encoding e = null)
{
e = e ?? Encoding.UTF8;
byte[] byteArray = e.GetBytes(input);
return BitConverter.ToString(byteArray).Replace('-', ' ');
}
/// <summary>
/// 将十六进制Hex字符串转换为原始字符串。
/// </summary>
/// <param name="input">十六进制字符串内容</param>
/// <param name="e">编码</param>
/// <returns>原始字符串内容</returns>
public static string ReHex(this string input, Encoding e = null)
{
e = e ?? Encoding.UTF8;
input = Regex.Replace(input, "[^0-9A-F]", "");
if (input.Length <= 0) return "";
byte[] vBytes = new byte[input.Length / 2];
for (int i = 0; i < vBytes.Length; i++)
vBytes[i] = byte.Parse(input.Substring(i * 2, 2), NumberStyles.HexNumber);
return e.GetString(vBytes);
}
/// <summary>
/// 将十六进制Hex字符串转换为二进制数据。
/// </summary>
/// <param name="input">十六进制字符串内容</param>
/// <returns>原始字符串内容</returns>
public static byte[] ReHexToBuffer(this string input)
{
input = Regex.Replace(input, "[^0-9A-F]", "");
if (string.IsNullOrEmpty(input)) return new byte[0];
byte[] vBytes = new byte[input.Length / 2];
for (int i = 0; i < vBytes.Length; i++)
vBytes[i] = byte.Parse(input.Substring(i * 2, 2), NumberStyles.HexNumber);
return vBytes;
}
}
/// <summary>
/// 二进制数据拓展方法
/// </summary>
public static partial class BufferExtension
{
/// <summary>
/// 将指定二进制数据转换为十六进制Hex字符串形式。
/// </summary>
/// <param name="input">要转换的二进制数据。</param>
/// <returns>转换后的内容</returns>
public static string ToHex(this byte[] input)
{
return BitConverter.ToString(input).Replace('-', ' ');
}
}
然后就是简单实现后的效果：
