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串 行 通 信
串行通信是设备间通信的最古老的机制之一。从IBM PC及其兼容机开始,几乎所有的计算机
都配备了一个或多个串口和一个并口。顾名思义,串口每次1位地连续收发数据,而并口则使用8
条独立的数据线每次收发8位数据。
提示
为了让串行通信工作,最少只需要
3
条线:
1
条发送线、
1
条接收线和
1
条信号地线。并行通
信则需要
8
条线。
尽管传输速度相对低于并口,但串行通信仍然是设备连接的流行选项,因为它简单而且成本
较低。图2-1展示了几个用串口连接到计算机的设备。使用串口,你可以连接到调制解调器、鼠标
或者网桥/路由器之类用于配置目的的设备。
图2-1 一些常见的串行设备——调制解调器、鼠标和路由器
第2章
68 第2 章 串行通信
虽然当今的消费产品正在使用USB连接取代串行连接,但是仍有大量的设备把串口作为它们
与外部世界连接的唯一途径。
本章将介绍怎样使用.NET Framework 2.0和.NET Compact Framework 2.0里新的
SerialPort类
实现与其他串行设备的通信。我们将建立3个项目,用实例说明怎样使用串行通信。第一个项目是
一个聊天程序,它允许(使用串行数据线或者蓝牙互相连接的)两台计算机进行通信。你可以以
此程序为基础,对其进行扩展来实现与移动电话之类的其他外部串行设备的通信。你将学会如何
通过一个串行的蓝牙连接使用
AT命令以程序控制移动电话。第二个项目是一个Pocket PC聊天程序,
与前一个项目十分类似。第三个项目展示了怎样与GPS接收器通信,并从中提取有用的数据用于
在地图上显示当前位置。
2.1
串行通信基础
如前所述,串行设备每次发送和接收一位数据。一些设备能够同时发送和接收数据,称为全
双工(full-duplex)设备。另外一些设备在某一时刻只能发送或者接收数据,称为单双工
(single-duplex)。
为了发起传送,设备首先发送一个开始位(start bit),随后是数据位(data bit)。数据位的个
数可以是5、6、7或者8,这取决于具体的协议。发送和接收的双方都必须设置相同的数据位数,
以保证通信的正确进行。数据位发送以后,停止位(stop bit)随即被发送。停止位可以是1位、1.5
位或者2位。波特率(baud rate)是从一个设备到另一个设备的数据传输速度,通常以位每秒(bits
per second,bit/s)来衡量。
注解
大多数串行设备以
7
个或者
8
个数据位进行传输。
为了检测数据传输的正确性,数据位中可以包含一个可选的奇偶校验位(parity bit)。奇偶校
验位可以是以下之一:奇、偶、符号、空格或者没有(符号和空格是最常用的)。使用奇偶校验位
可以提供基本的检测数据讹误的机制,但是并不能保证收到的数据是没有错误的。尽管如此,奇
偶校验位在改善数据发送的完整性上还是非常有用的。
大多数串行端口支持RS232C标准,该标准定义了25针或者9针的连接器(见图2-2)。多数串
行设备使用9针连接器。
图2-2 25针和9针的串行连接器
2.2 使用串行端口聊天 69
2.2
使用串行端口聊天
本章将创建的第一个应用程序是一个聊天应用程序。该聊天应用程序允许使用串行连接的两
台计算机进行通信。
提示
注意这里说的是串行连接,而不是串行电缆。这是因为两个使用蓝牙连接的用户也可以使
用这个程序进行通信——我们可以使用蓝牙建立起两台计算机之间的串行连接。
最普遍的情况是使用一条零调制解调器电缆(null modem cable)连接两台计算机(见图2-3)。
图2-3 零调制解调器电缆
图2-4展示了完成的项目。选择对应连接到远程计算机的串口的COM号码。点击Connect按钮,
即可开始聊天。
图2-4 选择端口号开始聊天
70 第2 章 串行通信
2.2.1
硬件需求
为了测试串行通信,有以下几种选择。
计算机到计算机:如前所述,使用零调制解调器电缆连接两台计算机。
单计算机:使用零调制解调器电缆连接同一计算机的两个串行端口。如果计算机只有一个
串口,也可以用
USB-
串口转换器将一个
USB
端口转换成一个串行端口来使用(更详细的内
容参见下面的小节)。
蓝牙连接:在两台蓝牙配对的计算机之间创建串行连接。
1. USB-串口转换器
除非拥有两台计算机,否则不能测试串行通信。不过我们可以使用零调制解调器电缆连
接一台计算机上的两个串口来模拟通过串口进行通信的两台计算机。但是当今大多数的计算
机都最多只有一个串口(某些笔记本电脑甚至一个都没有)。一个好的解决方案是使用USB-
串口适配器来将USB口转换成串口。这样一来,如果你的计算机根本没有串口,你需要一对
USB-串口适配器和一条零调制解调器电缆(如图2-5)。然后,将每个USB-串口适配器连接到
一个USB口。
图2-5 USB-串口适配器与零调制解调器电缆
USB-串口适配器附带它自己的驱动程序。驱动程序安装以后,右击桌面上的“我的电脑”,
2.2 使用串行端口聊天 71
选择“属性”,在系统属性对话框里单击“硬件”选项卡,点击“设备管理器”按钮。展开Ports
(COM&LPT)项,找到新加入的两个COM端口。
图2-6 找到新加入的串口
在这个例子里,两个USB串口是COM3和COM4。
2. 蓝牙适配器
除了使用零调制解调器电缆连接两个串口以外,还可以使用蓝牙来将两台计算机配对。这需
要为每台计算机安装蓝牙适配器(见图2-7)。
图2-7 USB蓝牙适配器
注解
请参考蓝牙适配器所附带的说明文档来学习怎样在两台蓝牙配对的计算机之间建立串行
连接。
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囧囧虾克
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