Java串口通信指南

一、串口通信的原理及java对串口通信的支持

串口通信是指通过串口将数据传输到另一台计算机或设备上。串口是通过串行方式传输数据的一种端口，与并口不同，串口的传输速率要慢很多，但是串口线路比较简单，适合应用于一些小型设备上。 Java通过Java串口通信API提供了对串口通信的支持，可以方便地实现串口通信功能。

二、如何在Java中实现串口通信

Java实现串口通信的主要步骤如下：

1. 获取可用串口列表

import java.util.Enumeration;
import gnu.io.CommPortIdentifier;

public class SerialCommunication {

    public static void main(String[] args) {
        Enumeration portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
        while (portList.hasMoreElements()) {
            CommPortIdentifier portId = (CommPortIdentifier) portList.nextElement();
            System.out.println(portId.getName());
        }
    }
}

以上代码可以获取电脑上可用的串口列表。

2. 打开串口

import gnu.io.*;
import java.io.*;

public class SerialCommunication {

    public static void main(String[] args) {
        CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier("COM1");
        CommPort commPort = portIdentifier.open("SerialCommunicationApp", 2000);

        if (commPort instanceof SerialPort) {
            SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;
            serialPort.setSerialPortParams(9600,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);

            InputStream in = serialPort.getInputStream();
            OutputStream out = serialPort.getOutputStream();

            (new Thread(new SerialReader(in))).start();
            (new Thread(new SerialWriter(out))).start();
        } else {
            System.out.println("error: Only serial ports are handled by this example.");
        }
    }
}

class SerialReader implements Runnable {
    InputStream in;
    public SerialReader(InputStream in) {
        this.in = in;
    }
    public void run() {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = -1;
        try {
            while ((len = this.in.read(buffer)) > -1) {
                System.out.print(new String(buffer,0,len));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class SerialWriter implements Runnable {
    OutputStream out;
    public SerialWriter(OutputStream out) {
        this.out = out;
    }
    public void run() {
        try {
            int c = 0;
            while ((c = System.in.read()) > -1) {
                this.out.write(c);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上代码可以打开COM1串口，设置波特率为9600，数据位为8位，停止位为1位，校验位为无校验，以及设置输入输出流。

3. 读写串口数据

public void readSerialData() {
    try {
        InputStream in = serialPort.getInputStream();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in, "UTF-8"));
        while (true) {
            String msg = reader.readLine();
            System.out.println(msg);
        }
        reader.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public void writeSerialData(String message) {
    try {
        OutputStream out = serialPort.getOutputStream();
        out.write(message.getBytes());
        out.flush();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

以上代码实现了读取串口数据和写入串口数据的功能。

三、Java串口通信的注意事项

在Java串口通信的过程中需要注意以下事项：

1. 确认串口名称和波特率

在打开串口之前，需要先确认计算机中可用的串口名称和波特率，才能正确打开串口。

2. 数据传输时需要考虑字节转换

Java中的字符串默认使用的是Unicode编码，而串口通信传输的是字节流，所以需要考虑字符串与字节之间的转换。

3. 确认串口状态

在写入或读取串口数据时需要先确认串口的状态是否正常，如是否已经打开，是否已经配置好波特率以及数据位等参数等。

4. 处理异常

在Java串口通信过程中，可能会遇到很多异常情况，如串口连接异常、读写异常等等，需要进行相关的异常处理。

四、结论

通过以上的讲解，我们可以看出Java串口通信在实现上比较简单，只需要掌握几个步骤和注意事项就可以完成串口通信功能。同时，Java串口通信在实现上还需要考虑到一些底层的实现技巧，如字节转换、异常处理等等，需要在设计过程中进行仔细的考虑。