# C#基于SerialPort类实现串口通讯 ## 一、串口通讯基础概念 ### 1.1 串行通信简介 串行通信（Serial Communication）是指通过单根数据线将数据一位一位顺序传输的通信方式。与并行通信相比，虽然速度较慢，但具有布线简单、成本低、适合远距离传输等优势。 常见串口标准： - RS-232：最传统的串口标准（DB9接口） - RS-422：差分传输，抗干扰能力强 - RS-485：支持多点通信，工业领域广泛应用 ### 1.2 串口通信参数 实现串口通信需要配置以下关键参数： - 波特率（Baud Rate）：1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/115200等 - 数据位（Data Bits）：通常为5-8位（默认8位） - 停止位（Stop Bits）：1、1.5或2位 - 校验位（Parity）：None/Odd/Even/Mark/Space - 流控制（Flow Control）：None/XonXoff/RTS/CTS ## 二、.NET中的SerialPort类 ### 2.1 SerialPort类概述 System.IO.Ports命名空间下的SerialPort类提供了同步I/O和事件驱动的I/O、对管脚和中断状态的访问以及对串行驱动程序属性的访问。 主要功能： - 支持同步和异步读写操作 - 提供数据接收事件通知 - 可配置超时设置 - 支持流控制 ### 2.2 常用属性说明 ```csharp public class SerialPort : Component { // 基础配置属性 public string PortName { get; set; } // 端口名称（COM1、COM2等） public int BaudRate { get; set; } // 波特率 public Parity Parity { get; set; } // 校验位 public int DataBits { get; set; } // 数据位 public StopBits StopBits { get; set; } // 停止位 // 流控制相关 public Handshake Handshake { get; set; } // 握手协议 // 超时设置 public int ReadTimeout { get; set; } // 读取超时（毫秒） public int WriteTimeout { get; set; } // 写入超时（毫秒） // 状态检测 public bool IsOpen { get; } // 端口是否打开 public int BytesToRead { get; } // 接收缓冲区中数据字节数 public int BytesToWrite { get; } // 发送缓冲区中数据字节数 // 其他重要属性 public Encoding Encoding { get; set; } // 字符编码 public string NewLine { get; set; } // 换行符（默认为\n） } using System.IO.Ports; public class SerialPortHelper { private SerialPort _serialPort; private readonly Action<string> _dataReceivedCallback; public SerialPortHelper(Action<string> dataReceivedCallback) { _dataReceivedCallback = dataReceivedCallback; } // 初始化串口配置 public void Initialize(string portName, int baudRate = 9600, Parity parity = Parity.None, int dataBits = 8, StopBits stopBits = StopBits.One) { _serialPort = new SerialPort { PortName = portName, BaudRate = baudRate, Parity = parity, DataBits = dataBits, StopBits = stopBits, ReadTimeout = 500, WriteTimeout = 500 }; // 订阅数据接收事件 _serialPort.DataReceived += SerialPortDataReceived; } // 打开串口 public bool Open() { try { if (!_serialPort.IsOpen) { _serialPort.Open(); return true; } return false; } catch (Exception ex) { Console.WriteLine($"打开串口失败: {ex.Message}"); return false; } } // 关闭串口 public void Close() { if (_serialPort.IsOpen) { _serialPort.Close(); } } // 发送数据 public void SendData(string data) { if (_serialPort.IsOpen) { try { _serialPort.WriteLine(data); } catch (TimeoutException) { Console.WriteLine("发送超时！"); } } } // 数据接收事件处理 private void SerialPortDataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) { if (_serialPort.BytesToRead > 0) { try { string receivedData = _serialPort.ReadExisting(); _dataReceivedCallback?.Invoke(receivedData); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine($"数据接收异常: {ex.Message}"); } } } // 获取可用串口列表 public static string[] GetAvailablePorts() { return SerialPort.GetPortNames(); } } public partial class MainForm : Form { private readonly SerialPortHelper _serialHelper; public MainForm() { InitializeComponent(); // 初始化串口助手 _serialHelper = new SerialPortHelper(OnDataReceived); // 加载可用串口 RefreshPortList(); } private void RefreshPortList() { cmbPorts.Items.Clear(); var ports = SerialPortHelper.GetAvailablePorts(); cmbPorts.Items.AddRange(ports); if (ports.Length > 0) cmbPorts.SelectedIndex = 0; } private void btnOpen_Click(object sender, EventArgs e) { if (cmbPorts.SelectedItem == null) return; _serialHelper.Initialize( portName: cmbPorts.SelectedItem.ToString(), baudRate: int.Parse(txtBaudRate.Text) ); if (_serialHelper.Open()) { AppendLog($"串口 {cmbPorts.SelectedItem} 已打开"); btnOpen.Enabled = false; btnClose.Enabled = true; btnSend.Enabled = true; } } private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e) { if (!string.IsNullOrWhiteSpace(txtSendData.Text)) { _serialHelper.SendData(txtSendData.Text); AppendLog($"发送: {txtSendData.Text}"); txtSendData.Clear(); } } private void OnDataReceived(string data) { // 跨线程更新UI this.Invoke((MethodInvoker)delegate { AppendLog($"接收: {data}"); }); } private void AppendLog(string message) { txtLog.AppendText($"[{DateTime.Now:HH:mm:ss}] {message}{Environment.NewLine}"); } private void btnRefresh_Click(object sender, EventArgs e) { RefreshPortList(); } private void btnClose_Click(object sender, EventArgs e) { _serialHelper.Close(); AppendLog("串口已关闭"); btnOpen.Enabled = true; btnClose.Enabled = false; btnSend.Enabled = false; } } 当需要处理二进制数据而非文本时：
// 发送字节数组 public void SendBytes(byte[] data) { if (_serialPort.IsOpen) { _serialPort.Write(data, 0, data.Length); } } // 接收二进制数据 private void SerialPortDataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) { int bytesToRead = _serialPort.BytesToRead; byte[] buffer = new byte[bytesToRead]; _serialPort.Read(buffer, 0, bytesToRead); // 处理二进制数据... string hexString = BitConverter.ToString(buffer); _dataReceivedCallback?.Invoke(hexString); } _serialPort.ReadBufferSize = 1024 * 8; // 8KB 必须通过Control.Invoke方式更新UI组件：
this.Invoke((MethodInvoker)delegate { // 更新UI代码 }); // MODBUS RTU协议请求示例 public byte[] CreateModbusRequest(byte deviceId, byte functionCode, ushort startAddress, ushort length) { byte[] request = new byte[8]; // 设备地址 request[0] = deviceId; // 功能码 request[1] = functionCode; // 起始地址 request[2] = (byte)(startAddress >> 8); request[3] = (byte)startAddress; // 寄存器数量 request[4] = (byte)(length >> 8); request[5] = (byte)length; // CRC校验 ushort crc = CalculateCRC(request, 6); request[6] = (byte)crc; request[7] = (byte)(crc >> 8); return request; } 可扩展功能： - 十六进制显示/发送 - 自动发送定时器 - 数据记录到文件 - 自定义协议解析插件
本文详细介绍了在C#中使用SerialPort类实现串口通信的完整方案，包括： 1. 串口通信基础概念与参数配置 2. SerialPort类的核心API详解 3. 同步/异步通信实现方式 4. 实际开发中的常见问题解决方案 5. 性能优化与高级应用建议
通过合理运用SerialPort类，开发者可以快速构建稳定可靠的串口通信应用，满足工业控制、设备调试、物联网等领域的通信需求。
注意：实际开发中请根据具体硬件设备的通信协议要求进行适当调整，并做好异常处理和资源释放工作。 “`
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