对于串口工具想必大家也不陌生，比如sscom、putty、xshell等，做嵌入式的都会用到串口工具进行调试，8位的51单片机、32位的STM32以及更高级的linux开发。串口对于开发调试是必不可少。
不过有时候你会觉得用别人的串口工具会感觉到很痛苦。太多限制，太局限性，比如要抓取调试的LOG的某个字段，要实时监控数据，要对接收到的数据进行解析，用sscom、putty、xshell等上位机都无法实现自己想要的功能。所以我们要定制画一款属于自己的上位机，来实现自己想要的功能，想怎么搞就怎么搞。
我有用过C#、QT、python等开发过串口上位机，不过我感觉C#是比较简单的。下面介绍的串口开发就是采用C#开发的。
首先，开发上位机要先设计好UI，C#的UI很简单设计，拖拉控件，拼凑一下就编程一个属于自己的上位机界面。下图是我简单设计的界面
功能实现：这个功能的是实现，其实就是实现四个按钮的功能
其中：
scan按钮：自动搜索串口号，省去了通过设备管理器查找串口号
open按钮：打开or关闭串口。
clear按钮：清除接收数据的界面。
send按钮：将发送界面的数据，通过串口发送出去。
1 添加下面三个命名空间：
其中IO 和 IO.Ports 命名空间是提供关于串口的API，Threading命名空间是提供线程接口，这个软件的线程使用在接收数据中。
using System.IO;
using System.IO.Ports;
using System.Threading;
2 添加串口对象，面向对象的语言一切皆对象，这里就是将串口抽象成一个对象，然后接下来的操作都是操作这个对象实体。
定义一个串口接收线程（串口数据接受，可以通过两种方式：定时器or线程，本软件采用线程的方法）
定义一个是否存在串口的标志
public SerialPort MySerialPort = new SerialPort();
Thread serialPort_Thread;
bool comExistence = false;
3 Scan按钮的实现：自动扫描串口实现原理：定义一个临时串口实体sp，然后遍历尝试打开串口sp.Open()，如果打开失败会出现异常，所以必须要使用try{}catch{}将异常抛出。
如果打开成功，则会先关闭串口（原因:这里尝试打开串口是使用默认参数，所以需要先关闭串口，然后由我们设置好参数在手动打开串口），然后将串口号回显到界面中。我这里设置的最大串口号是30，可以根据自己的需求去更改。
private void scan_Click(object sender, EventArgs e)
{
port.Clear();
for (int i = 1; i <= 30; i++)
{
try
{
SerialPort sp = new SerialPort("COM" + i.ToString());
sp.Open();
sp.Close();
port.Text = "COM" + i.ToString();
comExistence = true;
}
{
continue;
}
}
if (comExistence == false)
{
port.Text = "COM";
MessageBox.Show("Unused serial!");
}
}
4 open按钮，主要是设置参数，比如串口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验位。我这里使用的方法，是通过判断界面中的控件选择的内容，然后设置对应的值。
然后调用串口打开API函数Open()，打开串口，如果打开成功，则会启动数据接受线程（首先是为串口对象定义实体：serialPort_Thread = new Thread(new ThreadStart(this.readPort)); 然后打开线程，通过调用API函数Start()）。相反，当关闭串口时，调用串口关闭API接口Close()则会将数据接受线程关闭，调用API接口Abort()。
其中：设置参数，只要将参数赋值给对应的参数，下面是参数对应的变量
串口号：MySerialPort.PortName
波特率：MySerialPort.BaudRate
数据位：MySerialPort.DataBits
停止位：MySerialPort.StopBits
奇偶校验位：MySerialPort.Parity
private void open_Click(object sender, EventArgs e)
{
try
{
if (open.Text == "open")
{
if (comExistence == true)
{
MySerialPort.Close();
/* port */
MySerialPort.PortName = port.Text;
/* baud rate */
MySerialPort.BaudRate = Convert.ToInt32(baud.Text.Trim());
/* data bit */
if (data_bit.Text == "5")
MySerialPort.DataBits = (byte)5;
else if (data_bit.Text == "6")
MySerialPort.DataBits = (byte)6;
else if (data_bit.Text == "7")
MySerialPort.DataBits = (byte)7;
else
MySerialPort.DataBits = (byte)8;
/* stop bit */
if (stop_bit.Text == "2")
MySerialPort.StopBits = StopBits.Two;
else if (stop_bit.Text == "1.5")
MySerialPort.StopBits = StopBits.OnePointFive;
else
MySerialPort.StopBits = StopBits.One;
/* parity */
if (parity.Text == "Even")
MySerialPort.Parity = Parity.Even;
else if (parity.Text == "Odd")
MySerialPort.Parity = Parity.Odd;
else
MySerialPort.Parity = Parity.None;
MySerialPort.Open();
if (MySerialPort.IsOpen)
{
open.Text = "Close";
port.Enabled = false;
baud.Enabled = false;
data_bit.Enabled = false;
stop_bit.Enabled = false;
parity.Enabled = false;
scan.Enabled = false;
serialPort_Thread = new Thread(new ThreadStart(this.readPort));
serialPort_Thread.Start();//start receive date thread
}
}
}
else
{
open.Text = "open";
port.Enabled = true;
baud.Enabled = true;
data_bit.Enabled = true;
stop_bit.Enabled = true;
parity.Enabled = true;
scan.Enabled = true;
comExistence = false;
port.Text = "COM";
MySerialPort.Close();
serialPort_Thread.Abort();
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message);
open.Text = "Open";
}
}
5 clear按钮：清空接收数据控件内容，比较简单，调用API函数Clear()。
private void clear_Click(object sender, EventArgs e)
{
receive_box.Clear();
}
6 send按钮：本文章的例子是将发送控件的内容通过串口发送出去。这里直接调用API -WriteLine()，实现数据的发送。
private void send_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (MySerialPort.IsOpen)
{
MySerialPort.WriteLine(send_box.Text);
}
}
7 接收数据线程的服务函数：串口接收数据，也是比较简单，通过调用API-ReadExisting()，其实还可以通过其他API读取数据。其中注意的是，数据要显示在界面，线程内的内容要显示在界面的控件需要采用委托的形式。使用的格式：this.Invoke((EventHandler)(delegate{}));
private void readPort()
{
string rxBuffer = "";
while (MySerialPort.IsOpen)
{
try
{
rxBuffer = MySerialPort.ReadExisting();
this.Invoke((EventHandler)(delegate
{
receive_box.Text += rxBuffer;
}));
}
catch
{
rxBuffer = "";
}
}
}
功能测试：
1 数据接受：数据接受演示，发送端采用stm32发送内容“RICE DIY”，自制上位机接受控件将接受到的数据显示出来。
2 发送数据：数据发送演示，接受端采用sscom软件，通过自制上位机将数据“Rice DIY”发送到sscom上位机。
串口还可以做很多东西，大家还可以在上面的例程中扩展自己想要的功能。以下软件经供参考，大家发挥自己的想象力。
1 《在线调试软件》—图像、参数：这款软件的开发，是当时在做飞思卡尔智能车，做的是摄像头双车。目的①要验证图像处理算法是否正确，所以你看到两幅图像，左边是没有处理过得图像，右边是处理过的图像。通过上位机一目了然。目的②因为车载跑，你不能一直跟着车跑，所以电脑端通过蓝牙转串口接收车上蓝牙发送的参数，电脑也可以给车发送参数。实现了远程控制。
2 BatteryMonitoring：这款软件的开发，是为了监控电池的实时状态，电池的充电、放电是一个非常漫长的过程，大容量的电池，时间就越长。如果靠人为去监控电池的实时状态，可能几天几夜都可能不用睡觉。所以就开发了这个软件监控。通过下位机实时发数据上位机，进行实时监控。里面也集成了一些算法，来实现电池曲线的拟合，补偿。
本文作者：饭仔DIY，工作之余喜欢电子DIY，开源分享是我写文章的动力，互相学习才能让自己不断强大。
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