使用System IO Ports SerialPort进行串行读/写

描述

描述

.NET Core 3.0 刚刚在 2019 年 1 月发布了预览版。正如微软在他们的文档中所说，Linux 现在支持 System.IO.Ports.SerialPort。我迫不及待地想用它弄脏我的手。在本文中，我将向您展示如何使用 System.IO.Ports.SerialPort 进行串行读/写，以及如何在 Windows 上构建源代码并在 linux-arm (Raspbian) 上运行二进制文件。

笔记

• 在我写这篇文章的时候，.NET Core和System.IO.Ports已经处于预览阶段，当你阅读这篇文章时，请检查是否有任何新版本。使用最新的稳定版本运行您的代码。
• 我在 Windows 10 上构建和测试本文的代码，并在 Raspberry Pi Raspbian 中运行它们。如果您使用 Mac/Linux 作为开发机器，SerialPort 库也应该可以工作。

开发设置

1. 在您的开发机器上下载并安装.NET Core 3.0 SDK（非运行时）。安装后，打开终端，输入dotnet --version. 您应该会看到像 3.0.x 这样的 dotnet 版本。

 

 

2. 安装Visual Studio Code作为 C# 代码编辑器。然后安装C# 扩展。

3. 在树莓派上安装.NET Core。如果你想在开发机器上构建 C# 代码并在 PI 上运行二进制文件，你只需要安装.NET Runtime. 如果要在 PI 上构建和运行源代码，则需要安装.NET SDK其中还包括 .Net Runtime。请注意，您应该linux arm32为您的 PI 使用构建。为简单起见，我将向您展示如何在 PI 上安装 .NET Core SDK：

# in raspberry pi terminal
sudo apt-get update
# install .net core dependencies
sudo apt-get install curl libunwind8 gettext
cd ~
# download .net core 3.0
wget 
mkdir -p $HOME/dotnet && tar vzxf dotnet-sdk-3.0.100-preview-010184-linux-arm.tar.gz -C $HOME/dotnet
echo "export PATH=$PATH:$HOME/dotnet" >> ~/.bashrc
echo "export DOTNET_ROOT=$HOME/dotnet" >> ~/.bashrc
export PATH=$PATH:$HOME/dotnet
export DOTNET_ROOT=$HOME/dotnet

安装后，使用 dotnet --info 进行验证。你应该看到这样的安装信息：

 

 

4. 准备任何启用串行功能的设备以接收和发送串行消息。对我来说，这是一个 Arduino Uno。

你好串行端口

设置好开发工具后，让我们从一个简单的 C# 项目开始我们的旅程，该项目将打印所有可用的串行端口。

在您的开发机器上，使用以下命令启动一个 dotnet 项目：

mkdir hello-serialport && cd hello-serialport
dotnet new console
dotnet add package System.IO.Ports --version 4.6.0-preview.19073.11

打开program.cs文件，将内容替换为以下代码：

using System;
using System.IO.Ports;
namespace hello_serialport
{ 
   class Program    {        
      static void Main(string[] args)        {             // Get a list of serial port names.             string[] ports = SerialPort.GetPortNames();             Console.WriteLine("The following serial ports were found:");             // Display each port name to the console.             foreach(string port in ports)             {                 Console.WriteLine(port);             }             Console.ReadLine();        }    }}

键入dotnet run以在开发机器上运行代码。

 

 

要为 RPi 构建项目，请运行：

dotnet publish -r linux-arm --self-contained false

然后转到{your_project_root}\bin\Debug\netcoreapp3.0\linux-arm，将文件夹复制publish 到您的 PI。在 Pi 上，转到发布文件夹，运行：

chmod +x hello-serialport
./hello-serialport

您的 hello-serialport 正在 Rapsberry Pi 上运行！

 

 

.NET Core 应用程序部署

在 hello serialport 项目中，我们在 windows 上进行开发，构建 linux-arm 二进制文件，然后在 raspberry pi 上运行二进制文件。根据微软的文档，我们刚刚制作了一个依赖于框架的可执行文件（FDE），这意味着该可执行文件只能在安装了正确版本的 .NET Core Runtime 的树莓派上运行。

您可以通过参考以下文档来玩不同类型的部署：

• .NET Core 应用程序部署
• 使用 CLI 发布 .NET Core 应用
• .NET Core RID 目录

串行读取

打开 Arduino IDE，转到 File-->Examples-->03.Analog-->AnalogInOutSerial 并将其上传到 Arduino。在此处粘贴代码：

/*
 Analog input, analog output, serial output
 Reads an analog input pin, maps the result to a range from 0 to 255 and uses
 the result to set the pulse width modulation (PWM) of an output pin.
 Also prints the results to the Serial Monitor.
 The circuit:
 - potentiometer connected to analog pin 0.
   Center pin of the potentiometer goes to the analog pin.
   side pins of the potentiometer go to +5V and ground
 - LED connected from digital pin 9 to ground
 created 29 Dec. 2008
 modified 9 Apr 2012
 by Tom Igoe
 This example code is in the public domain.
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInOutSerial
*/
  
const int analogInPin = A0;  // Analog input pin that the potentiometer is attached to
const int analogOutPin = 9; // Analog output pin that the LED is attached to
int sensorValue = 0;        // value read from the pot
int outputValue = 0;        // value output to the PWM (analog out)
void setup() {
 // initialize serial communications at 9600 bps:
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 // read the analog in value:
 sensorValue = analogRead(analogInPin);
 // map it to the range of the analog out:
 outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);
 // change the analog out value:
 analogWrite(analogOutPin, outputValue);
 // print the results to the Serial Monitor:
 Serial.print("sensor = ");
 Serial.print(sensorValue);
 Serial.print("\t output = ");
 Serial.println(outputValue);
 // wait 2 milliseconds before the next loop for the analog-to-digital
 // converter to settle after the last reading:
 delay(2);
}

该程序不断发出模拟引脚的读数。让我们编写一个 C# 程序来读取消息：

using System;
using System.IO.Ports;
namespace serial_read
{
class Program
{
  static SerialPort _serialPort;
  static void Main(string[] args)
  {
    Console.Write("Port no: ");
    string port = Console.ReadLine();
    Console.Write("baudrate: ");
    string baudrate = Console.ReadLine();
    // Create a new SerialPort on port COM7
    _serialPort = new SerialPort(port, int.Parse(baudrate));
    // Set the read/write timeouts
    _serialPort.ReadTimeout = 1500;
    _serialPort.WriteTimeout = 1500;
    _serialPort.Open();
    while (true)
    {
      Read();
    }
    _serialPort.Close();
  }

  public static void Read()
  {
    try
    {
      string message = _serialPort.ReadLine();
      Console.WriteLine(message);
    }
    catch (TimeoutException) { }
  }
}
}

在 Raspberry Pi 上构建并运行：

 

 

值得一提的是 SerialPort.ReadLine() 是一种阻塞方法。如果您不希望主线程被阻塞，请使用多线程。

请参考微软提供的例子来学习如何进行串行写入和多线程。系列活动也是值得探索的好东西。

进一步的工作

• ASP.NET Core 从 .NET Core v1 开始可用。通过结合 SerialPort API 和 ASP.NET，我们可以构建一个 Web UI 来控制一些设备，比如移动机器人。
• Microsoft 开源了WPF和WinForms ，它们都将从 .NET Core 3.0 开始提供。有一天，我们可以安全地将旧的 Windows 桌面串行应用程序移植到所有平台，甚至可以在 Raspberry Pi 上编写一个 winForm 串行通信应用程序！

参考

[1] 在 Raspberry Pi 上安装 .NET Core 2.x SDK 并使用 System.Device.Gpio 闪烁 LED。