C# SerialPort 通信协议答案

【问题标题】：C# SerialPort communication protocolC# SerialPort 通信协议
【发布时间】：2013-06-29 09:50:57
【问题描述】：

我确实编写了一个小型 C# 应用程序，它从 COM 端口读取 Arduino 板发送的一系列数字。

问题：

如果 Arduino 每 500 毫秒发送一个值，但我的 C# 程序每 1 秒读取一个值，那么 C# 是否会落在 Arduino 后面？如果这是真的，从 Arduino 发送的数据是存储在缓冲区中还是被丢弃？

[编辑]

下面是我用来从 COM 读取的代码

System.Windows.Forms.Timer tCOM;
...

tCOM.Interval = 1000;
tCOM.Tick += new System.EventHandler(this.timer1_Tick);
...

SerialPort port = new SerialPort();
port.PortName = defaultPortName;
port.BaudRate = 9600; 
port.Open();
.....

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    log("Time to read from COM");

    //read a string from serial port
    string l;
    if ((l = port.ReadLine()) != null)
    {
    ......

    }

}

【问题讨论】：

亚历克斯，你是如何阅读串行的。发布您的代码。
@FeliceM 更新了我的代码

标签： c# arduino port

【解决方案1】：

串行端口通信通常需要流控制。一种让发送器知道接收器已准备好接收数据的方法。这经常被忽视，尤其是在 Arduino 项目中。与最初使用串行端口的机器相比，串行端口非常慢，而现代机器速度非常快。

但很明显，在您的场景中，有些事情会发生爆炸！过了一会儿。当 PC 中的接收缓冲区已满时，您的 Arduino 将导致缓冲区溢出。这会导致无法挽回的数据丢失。侦听这种情况的通知是其他经常被跳过的事情，您必须为 SerialPort.ErrorReceived 事件注册一个事件处理程序。在这种情况下，您会收到 SerialError.Overrun 通知。没有干净的方法可以从这种情况中恢复，需要完全重置协议。

有两种基本的方法可以在串口上实现流控制来避免这个错误。最常见的一种是使用硬件握手，使用 RTS（请求发送）和 CTS（清除发送）信号。由 Handshake.RequestToSend 提供。当接收缓冲区太满时，PC 会自动关闭 RTS 信号。您的 Arduino 必须注意 CTS 信号，并且在关闭时不要发送任何内容。

第二种方式是软件握手，接收方发送一个特殊字节来表示是否准备好接收数据。由 Handshake.XonXoff 提供，它使用标准控制字符 Xon (Ctrl+Q) 和 Xoff (Ctrl+S)。仅当通信协议不在其数据中使用这些控制代码时才适用。换句话说，当您传输文本而不是二进制数据时。

第三种方法是一种完全不同的方法，也很常见，您使设备仅在 PC 要求时才发送任何内容。主从协议。很容易保证接收缓冲区中有足够的空间用于响应。您在协议中指定特定的命令，即 PC 发送来查询特定数据项的命令。

【讨论】：

【解决方案2】：

当您打开串行端口进行输入时，会自动创建一个缓冲区（队列）来保存传入数据，直到它被您的程序读取。此缓冲区的大小通常为 4096 字节（尽管可能因 Windows 版本、串行端口驱动程序等而异）。

4096 字节的缓冲区通常在几乎所有情况下都足够了。在最高标准波特率（115200 波特）下，它对应于超过 300 毫秒的存储 (FIFO) 先进先出，因此只要您的程序每秒至少为串行端口提供 3 次服务，就不会丢失数据。在您的特定情况下，因为您每 1 秒读取一次串行，如果时序和缓冲数据不匹配，您可能会丢失数据。

但是在特殊情况下，增加串行输入缓冲区的大小可能会很有用。 Windows 提供了请求增加缓冲区大小的方法，但不能保证该请求会被批准。

我个人更喜欢从 Arduino 获得连续的数据流，并在我的 c# 应用程序中决定如何处理这些数据，但至少我确信我不会因为所涉及的硬件的限制而丢失信息。

更新：经常和 Arduino 一起玩，我也同意 Hans 在他的回答中给出的第三个选项。基本上，您的应用程序应该向 Arduino 发送一个命令以打印出（Serial.Print 或 Serial.Println）您需要的数据并准备好读取它。

【讨论】：