在给Arduino编程的时候，因为没有调试工具，经常要通过使用串口通讯的方式调用Serial.print和Serial.println输出Arduino运行过程中的相关信息，然后在电脑上用Arduino IDE的Serial Monitor来查看print出来的信息。Serial Monitor不仅可以接受Arduino发送到电脑的数据，还可以向Arduino发送数据，进行双向通讯。但是这种通讯方式太过于简陋，是纯粹的手工方式，只适合调试。如果需要在电脑上通过可视化界面与Arduino进行交互，或者对Arduino发送到电脑上的数据进行处理，就需要在电脑上编程了。说的专业一点就是上位机与下位机的通讯。本文就介绍一下如何使用C#实现Arduino与电脑进行串行通讯。
1、C#串口编程基础
在C#中有一个串口类System.IO.Ports.SerialPort，这个类的实例就对应设备管理器中的串口。
比如 SerialPort port = new SerialPort("COM4")
这句代码就定义了一个串口实例，对应下图中的USB Serial Port(COM4)
SerialPort常用方法包括Open, Close, Read, ReadLine, Write, WriteLine。这些方法通过名称就很容易理解它们的用法。
具体类信息可以参考MSDN：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/vstudio/System.IO.Ports.SerialPort(v=vs.100).aspx
2、Arduino串口编程基础
Arduino中的Serial和C#的SerialPort用法类似，有available, begin, read, readBytes, write, print, println，从名称上也很容易理解。具体用法可以参考官方文档：http://arduino.cc/en/Reference/Serial
一般我们会在Arduino代码的setup方法中添加Serial.begin(9600)，然后在serialEvent方法中读取接收到的数据。
3、实例
实例的场景为：
1、Arduino上接一个光线传感器，通过模拟口周期性读取亮度值。
2、在电脑上向Arduino发送一个开始发送数据的命令后，点亮Arduino上13号数字口的LED，然后Arduino通过串口向电脑发送亮度值。
3、在电脑上向Arduino发送一个停止发送数据的命令后，关闭Arduino上13号数字口的LED，然后Arduino停止通过串口向电脑发送亮度值。
这个场景包含了Arduino和电脑的双向通讯。
示例采用WinForm，界面如下：
“串口列表”中自动加载电脑上的可用串口名称。
点击“开始读取”按钮，根据选择的串口名称实例化一个串口对象，指定串口的DataReceived事件处理方法。然后调用ChangeArduinoSendStatus方法向Arduino发送“serial start”命令。
点击“停止读取”按钮，向Arduino发送“serial stop”命令，关闭串口并销毁实例。
点击“开始发送”或“停止发送”按钮，调用ChangeArduinoSendStatus方法向Arduino发送“serial start”或“serial stop”命令，让Arduino开始通过串口向电脑发送数据或停止向电脑发送数据。
串口在接收到数据后出发DataReceived事件，在事件处理方法中调用RefreshInfoTextBox方法，读取串口的数据并追加到界面的文本框。注意：串口的DataReceived事件是由后台线程执行，要把读取到的数据显示在WinFrom界面，需要使用控件的Invoke方法才能刷新界面。
C#核心代码如下：
);
port.Encoding )
{
value = port.ReadExisting();
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show("读取串口数据发生错误：" + ex.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
}
return value;
}
/// <summary>
/// 在读取到数据时刷新文本框的信息
/// </summary>
private void RefreshInfoTextBox()
{
string value = this.ReadSerialData();
Action<string> setValueAction = text => this.txtInfo.Text += text;
if (this.txtInfo.InvokeRequired)
{
this.txtInfo.Invoke(setValueAction, value);
}
else
{
setValueAction(value);
}
}
port.Encoding )
{
value = port.ReadExisting();
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show("读取串口数据发生错误：" + ex.Message, "提示信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
}
return value;
}
/// <summary>
/// 在读取到数据时刷新文本框的信息
/// </summary>
private void RefreshInfoTextBox()
{
string value = this.ReadSerialData();
Action<string> setValueAction = text => this.txtInfo.Text += text;
if (this.txtInfo.InvokeRequired)
{
this.txtInfo.Invoke(setValueAction, value);
}
else
{
setValueAction(value);
}
}
Arduino代码
代码注释很详细，就不再做解释。
;//定义连接LED的数字口，当允许通过串口发送数据时，点亮LED，否则关闭LED
boolean sendFlag = false;//指示是否允许通过串口发送数据
boolean sendFlag = false;//指示是否允许通过串口发送数据
boolean readCompleted = false;//指示是否完成读取串口数据
String serialString = "";//串口数据缓存字符串
String serialString = "";//串口数据缓存字符串
);
serialString.reserve();//初始化字符串
}
void loop()
{
int lightValue = analogRead(A0);//从A0口读取光线传感器的值
if(readCompleted)//判断串口是否接收到数据并完成读取
{
Serial.print("read value:");
Serial.println(serialString);//将读取到的信息发送给电脑
if(serialString == "serial start")//当读取到的信息是"serial start"时，设置发送标志设置为true
{
sendFlag = true;
}
else if(serialString == "serial stop")//当读取到的信息是"serial stop"时，设置发送标志设置为false
{
sendFlag = false;
}
serialString = "";
serialString.reserve();//初始化字符串
}
void loop()
{
int lightValue = analogRead(A0);//从A0口读取光线传感器的值
if(readCompleted)//判断串口是否接收到数据并完成读取
{
Serial.print("read value:");
Serial.println(serialString);//将读取到的信息发送给电脑
if(serialString == "serial start")//当读取到的信息是"serial start"时，设置发送标志设置为true
{
sendFlag = true;
}
else if(serialString == "serial stop")//当读取到的信息是"serial stop"时，设置发送标志设置为false
{
sendFlag = false;
}
serialString = "";
readCompleted = false;
}
if(sendFlag)//如果允许通过串口发送数据，则点亮LED并发送数据，否则关闭LED
}
if(sendFlag)//如果允许通过串口发送数据，则点亮LED并发送数据，否则关闭LED
{
digitalWrite(pinLed, HIGH);
Serial.print();//延时1000ms
}
void serialEvent()//串口事件处理方法，参考:http://arduino.cc/en/Tutorial/SerialEvent
{
while(Serial.available())//参考://arduino.cc/en/Serial/Available
{
char inChar = (char)Serial.read();
if(inChar != '\n')//以换行符作为读取结束标志
{
serialString += inChar;
}
else
{
readCompleted = true;
}
}
}
digitalWrite(pinLed, HIGH);
Serial.print();//延时1000ms
}
void serialEvent()//串口事件处理方法，参考:http://arduino.cc/en/Tutorial/SerialEvent
{
while(Serial.available())//参考://arduino.cc/en/Serial/Available
{
char inChar = (char)Serial.read();
if(inChar != '\n')//以换行符作为读取结束标志
{
serialString += inChar;
}
else
{
readCompleted = true;
}
}
}