与 Arduino 的 C# 串行通信答案

【问题标题】：C# Serial Communication to Arduino与 Arduino 的 C# 串行通信
【发布时间】：2013-04-17 14:54:21
【问题描述】：

我正在开展一个项目，该项目涉及我的客户端软件通过串行通信将数据发送到 Arduino 微控制器 AtMega32U4。到目前为止，我已经查看了许多已回答的问题，但没有一个是针对我的问题的。但是，我相信我的问题可能仅限于线程问题或 Arduino 自动重置问题。

代码 1：

public MainForm()
    {
        InitializeComponent();
        serialPort1.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(serialPort1_DataReceived);
        serialPort1.DtrEnable = true;
        //serialPort1.RtsEnable = true;
    }
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        // Disables button while processing
        button3.Enabled = false;

        GetDir dir = new App.GetDir();
        dir.getCoords(Origin.Text, Destination.Text, Application.StartupPath + @"\temp2.html", "temp2.xml");
        dataBrowser.Navigate(Application.StartupPath + @"\temp2.html");
        dataBrowser.Update();

        waypoints = dir.coordsLat.Length;
        counter = dir.coordsLat.Length;
        coords = new double[dir.coordsLat.Length, 2];

        for (int i = 0; i < counter; i++)
        {
            coords[i, 0] = (Convert.ToDouble(dir.coordsLat[i]));
            coords[i, 1] = (Convert.ToDouble(dir.coordsLon[i]));
        }

        //serialPort1.Close();
        //System.Threading.Thread.Sleep(1000);


        if (serialPort1.IsOpen && !doubleClick)
        {
            serialPort1.Close();
            System.Threading.Thread.Sleep(2000);
            try
            {
                serialPort1.Open();
            }
            catch (Exception exception)
            {
                MessageBox.Show(exception.Message, "Cannot open serial port");
            }
            System.Threading.Thread.Sleep(2000);
        }
        else
        {
            if (!serialPort1.IsOpen)
            {
                try
                {
                    serialPort1.Open();
                    doubleClick = true;
                }
                catch (Exception exception)
                {
                    MessageBox.Show(exception.Message, "Cannot open serial port");
                }
                System.Threading.Thread.Sleep(2000);
                serialPort1.Write("^");
                System.Threading.Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine('^');
                //button3.Enabled = true;
            }
        }  
    }

    private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
    {
        //System.Threading.Thread.Sleep(1000);
        readData = serialPort1.ReadLine();
        Console.WriteLine(readData);
        // If microcontroller sends "&", it is ready to receive next piece of data
        if (readData == "&")
        {
            sendRequest = true;
        }
        else
        {
            sendRequest = false;
        }

        // Write next piece of data to microcontroller if it is ready
        if (sendRequest)
        {
            this.BeginInvoke( new EventHandler (write_serialPort1));
        }
    }

在调试代码 1 期间，事件处理程序 (serialPort1_DataReceived) 永远不会被调用。在此过程中，由于控制台两次输出“^”，因此 button3_click 会以某种方式被调用两次。之后，客户因为没有收到任何东西而停滞不前。请记住，Arduino 将在收到回音符号 ('^') 后以 & 符号 ('&') 响应。 Arduino 代码已经在 Arduino IDE 上进行了测试，看起来运行良好。我相信 button3_click 被调用两次的问题来自于 button3_down 和 button3_up。

但是，我能够使用 Code 2 绕过这个问题。但也遇到了另一堵砖墙。

代码 2：

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        // Disables button while processing
        button3.Enabled = false;

        GetDir dir = new App.GetDir();
        dir.getCoords(Origin.Text, Destination.Text, Application.StartupPath + @"\temp2.html", "temp2.xml");
        dataBrowser.Navigate(Application.StartupPath + @"\temp2.html");
        dataBrowser.Update();

        waypoints = dir.coordsLat.Length;
        counter = dir.coordsLat.Length;
        coords = new double[dir.coordsLat.Length, 2];

        for (int i = 0; i < counter; i++)
        {
            coords[i, 0] = (Convert.ToDouble(dir.coordsLat[i]));
            coords[i, 1] = (Convert.ToDouble(dir.coordsLon[i]));
        }

        serialPort1.Close();

        try
        {
            serialPort1.Open();
        }
        catch (Exception exception)
        {
            MessageBox.Show(exception.Message, "Cannot open serial port");
        }

        if (serialPort1.IsOpen)
        {
            System.Threading.Thread.Sleep(2000);
            using (serialPort1)
            {
                serialPort1.Write("^");
                System.Threading.Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("^");
                serialPort1.Close();
                System.Threading.Thread.Sleep(5000);
            }
        }
        else
        {
            button3.Enabled = true;
        }

    }

    private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
    {
        //SerialPort sp = (SerialPort)sender;

        System.Threading.Thread.Sleep(10000);
        /*if (!serialPort1.IsOpen)
        {
            serialPort1.Close();
            System.Threading.Thread.Sleep(10000);
            serialPort1.Open();
            System.Threading.Thread.Sleep(10000);
        }*/
        //serialPort1.Open();
        //using (sp)
        using (serialPort1)
        {
            serialPort1.Open();
            System.Threading.Thread.Sleep(5000);
            readData = serialPort1.ReadExisting();
            Console.WriteLine(readData);
            // If microcontroller sends "&", it is ready to receive next piece of data
            if (readData == "&")
            {
                sendRequest = true;
            }
            else
            {
                sendRequest = false;
            }

            // Write next piece of data to microcontroller if it is ready
            if (sendRequest)
            {
                this.BeginInvoke(new EventHandler(write_serialPort1));
            }
        }
    }

在代码 2 中，确实调用了事件处理程序，并且 button3_click 仅运行一次。但是当它试图打开端口时，它返回错误'Access to Port X denied'。此外，我希望我不必像这样关闭和打开端口，但是当调用事件处理程序时（在前面的代码中）它返回了 COM 端口未打开的错误。为了解决这个错误，我不得不在button3_click 和事件处理期间关闭它并重新打开它。

在阅读了有关处理串行通信线程问题的许多问题后，我在代码中添加了很多延迟。我什至尝试过一分钟的延迟，希望线程结束来解决问题。但是，那里没有运气。

我还在 MainForm 设计器中指定了我的串行端口，而不是在代码中声明它（起初我两者都做了，并意识到它是多余的）。我不确定这是否会导致问题，但我已经看到了两者都被使用的例子。

最后，每次进行串行连接（例如打开和关闭端口）时，它肯定可以处理 Arduino 自动重置。总而言之，它似乎是通过串口发送数据，但无法读取从串口传入的数据。

感谢您阅读本文，如果有人能指出正确的方向，将不胜感激。

编辑#1：即使在代码 1 中使用 BeginInvoke 之后，它仍然会死锁，因为从未调用过事件处理程序。

编辑#2：根据新手的建议对代码 1 进行编辑。

编辑#3：添加了主窗体初始化并将代码 1 更新为当前状态。

编辑#4：删除（注释掉）事件处理程序的睡眠。我在事件处理程序期间正在睡觉，因此我无法收到微控制器发送给我的任何内容。代码现在可以正常工作了。

【问题讨论】：

您是否设置了 portName、baudRate、parity、dataBits 和 在调用 serialPort1.Open 之前，c# 和微控制器之间的 stopBits 相同？
停止关闭串口，这只会带来麻烦。由于 DataReceived 事件处理程序中的 Invoke() 调用，您的代码将死锁。当您只写入端口时，这是不必要的。如果您更新 UI，请始终使用 BeginInvoke() 来避免潜在的死锁。
@newbie，串口设置在主窗体设计器属性中声明。我认为当表单被初始化时，所有的设置都会首先被初始化。因此，当我打开串行端口（仅在单击按钮后发生）时，应该已经指定了设置。此外，我可以将“^”写入串行端口（这已通过微控制器代码中的 LED 闪烁进行了检查）。
@HansPassant，在代码 1 中添加了 BeginInvoke() 并删除了 serialPort1.Close，我仍然得到了错误端口已打开。 button3_click 函数在出现错误之前仍会运行两次。这是有道理的，因为不知何故该函数被调用了两次，而我试图打开一个在第一次运行时打开的端口。不知何故，代码 2 能够绕过这个问题，因为事件处理程序在第一个 button3_click 之后立即被调用，而不是在代码 1 中从未被调用。
对于code1： 1.在InitializeComponent();serialPort1.DataReceived +=new SerialDataReceivedEventHandler(serialPort1_DataReceived); /b>。 2.在readData = serialPort1.ReadLine();上方添加这一行System.Threading.Thread.Sleep(1000);。 3.确保初始条件端口在打开前是关闭的，像这样：if (serialPort1.IsOpen) { serialPort1.Close() }; serialPort1.Open();

标签： c# arduino serial-communication

【解决方案1】：

确保你使用的是COM1，如果你没有COM1串口，通过计算机 -> 设备管理器 -> 端口（COM & LPT） -> 选择要更改的COM -> 端口设置 -> 高级 -> ComPort编号 -> 选择 COM1。

确保您已安装跳线/用螺丝刀连接 COM1的pin2和pin3之间。

将button1和textBox1添加到Form并运行这个程序

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.IO.Ports;
using System.Threading;
using System.Text;

namespace WindowsFormsApplication1 {
    public partial class Form1 : Form {

        const int MAX_BUFFER = 100;

        int i = 0;
        byte[] DataReceived = new byte[MAX_BUFFER];
        SerialPort serialPort = new SerialPort();

        public Form1() {
            InitializeComponent();
            serialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(serialPort_DataReceived);
        }

        void serialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) {
            // wait data ready
            Thread.Sleep(500);

            // while data ready in buffer
            while (serialPort.IsOpen && serialPort.BytesToRead > 0) {
                // read data serial
                DataReceived[i] = Convert.ToByte(serialPort.ReadByte());

                // counter data
                i++;

                // reset conter if more then maxvalue
                if (i >= MAX_BUFFER) {
                    i = 0;
                }
            }

            if (i == 1 && DataReceived[0] == ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes("^")[0]) {
                this.textBox1.Invoke(new Action(() => {
                    this.textBox1.Text = ASCIIEncoding.ASCII.GetString(DataReceived, 0, 1);

                }));
            }

        }

        public void InitSerialPort() {
            serialPort.PortName = "COM1";
            serialPort.BaudRate = 9600;
            serialPort.Parity = Parity.None;
            serialPort.DataBits = 8;
            serialPort.StopBits = StopBits.One;
            serialPort.ReceivedBytesThreshold = 1;
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) {
            // initialize serial port
            InitSerialPort();

            // assure port is closed before open it
            if (serialPort != null && serialPort.IsOpen) {
                serialPort.Close();
            }
            serialPort.Open();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {
            if (serialPort.IsOpen) {
                serialPort.Write("^");
                // wait data sent
                Thread.Sleep(500);
            }
        }
    }
}

【讨论】：

【解决方案2】：

根据我的第四次编辑，删除（注释掉）事件处理程序的睡眠。我在事件处理程序期间正在睡觉，因此我无法收到微控制器发送给我的任何内容。代码现在按预期工作正常。两个组件上的串行端口都没有问题。

【讨论】：