Java和51单片机串口通信（Java发送数据到单片机，单片机反馈数据到电脑）

Java和51单⽚机串⼝通信（Java发送数据到单⽚机，单⽚机反
馈数据到电脑）
Java发送字符串到单⽚机，单⽚机返回给电脑
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材料：
1. 51单⽚机
2. Java客户端
3. Keil程序
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⼀、单⽚机程序
在Keil中新建⼯程，编写程序，⽣成 .hex ⽂件（这个⽂件可以烧录到单⽚机中）
/*
串⼝通信：
1、由PC机通过串⾏⼝向单⽚机发送数据，这个数据是存放在单⽚机的接收缓冲器SBUF中的；
2、单⽚机将串⾏⼝中的数据存放在⼀个临时变量中；
3、单⽚机将存放在临时变量中的数据发送到发送缓冲器SBUF中，在PC机上显⽰。

*/
#include <reg52.h>
#define u16 unsigned int
#define u8 unsigned char
// 串⾏⼝通信初始化函数
void StartInit()
{
/*
1、确定T1的⼯作⽅式（编程TMOD寄存器）：因为串⾏⼝中断是由定时器T1决定的，
所以，低四位全部为0，⾼四位中，GATE=0，C/T⾮=0，选择⼯作⽅式1（8位的⾃动重装载），即M1M0=10
所以是：00100000，转成⼗六进制数是：0x20
*/
TMOD=0x20;
/*
2、计算T1的初值，装载TH1、TL1：使⽤⼯具⽣成，设置参数，定时器⽅式：⽅式2；晶振频率：12Mhz；
波特率：4800；SMOD：波特率倍增位，1，即增加1倍；计算结果是：F3H
所以TH1=0xF3，TL1=0xF3，⾃动重装载
*/
TH1=0xF3;
TL1=0xF3;
/*
PCON：与串⾏⼝⼯作相关的参数，只有⼀位SMOD（最⾼位），在串⾏⼝⽅式1、⽅式2、⽅式3时，
波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提⾼⼀倍。

复位时，SMOD=0，
这⾥波特率提⾼⼀倍，所以SMOD=1，即10000000，转成⼗六进制数字是：0x80
*/
PCON=0x80;
/*
4、启动T1（编程TCON中的TR1位）：TR1=1时，定时器T1才开始启动
*/
TR1=1;
/*
5、确定串⾏⼝控制（编程SCON寄存器）：选择⼯作⽅式1（10位异步收发器，8位数据，1位起始位，1位停⽌位），
所以SM0=0，SM1=1；不需要RB8控制RI的激活（就是为了简单），设置SM2=0（SM2是多机通信控制位）；
REN，允许串⾏接收位，启动串⾏⼝接收数据，REN=1；
TB8，RB8，TI，RI均为0（看资料），所以是：01010000，转成⼗六进制数是：0x50
*/
SCON=0x50;
/*
6、中断位的开启，总中断允许位EA=1；串⾏⼝中断允许位ES=1
*/
EA=1;
ES=1;
// 主函数
void main()
{
StartInit(); // 串⾏⼝通信初始化
while(1); // 等待数据的发送和接收
}
// 发送或接收完⼀帧数据引起中断，串⾏⼝中断函数
void Start() interrupt 4
{
u8 receiveData; // ⽤⼀个变量存放数据
receiveData=SBUF; // 从单⽚机的接收缓冲器中获取数据
RI=0; // 当数据接收完成后，由内部硬件将RI置1，所以这⾥需要把RI置0，等待下⼀次继续接收数据
SBUF=receiveData; // 把变量中的数据放到发送缓冲器中，向PC机发送数据
while(!TI); // 当数据发送完成后（即串⾏⼝在发送停⽌位时，由内部硬件将TI置1，所以数据发送完成时TI=1）
TI=0; // 数据发送完成时，要将TI置0，等待下⼀次继续发送数据
}
⼆、使⽤USB线连接电脑和单⽚机（或使⽤RS232/RS485 + MAX232），下载程序到单⽚机
三、编写Java端程序
这个⽂件夹⾥⾯需要注意两点：jar包RXTXcomm需要导⼊到java⼯程⾥⾯去。

另外就是需要将rxtxParallel.dll与rxtxSerial.dll复制在安转JDK的bin⽂件下和jre的bin⽂件夹下⾯，这样才能保证能够正常使⽤这个jar包。

以下是将两个dll⽂件复制的位置
新建Java⼯程：这⾥只是做⼀个测试，没有考虑代码的结构
package com.lvshitech.java51;
import mPort;
import mPortIdentifier;
import gnu.io.NoSuchPortException;
import gnu.io.PortInUseException;
import gnu.io.SerialPort;
import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
public class Tools {
/*类⽅法不可改变不接受继承
* 扫描获取可⽤的串⼝
* 将可⽤串⼝添加⾄list并保存⾄list
@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
public static final ArrayList<String> uartPortUseAblefind() {
//获取当前所有可⽤串⼝
//由CommPortIdentifier类提供⽅法
Enumeration<CommPortIdentifier> portList=CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
ArrayList<String> portNameList=new ArrayList();
//添加并返回ArrayList
while(portList.hasMoreElements()) {
String portName=portList.nextElement().getName();
portNameList.add(portName);
}
return portNameList;
}
/*
* 串⼝常见设置
* 1)打开串⼝
* 2)设置波特率根据单板机的需求可以设置为57600 ...
* 3)判断端⼝设备是否为串⼝设备
* 4)端⼝是否占⽤
* 5)对以上条件进⾏check以后返回⼀个串⼝设置对象new UARTParameterSetup()
* 6)return:返回⼀个SerialPort⼀个实例对象，若判定该com⼝是串⼝则进⾏参数配置
* 若不是则返回SerialPort对象为null
*/
public static final SerialPort portParameterOpen(String portName,int baudrate) {
SerialPort serialPort=null;
try { //通过端⼝名识别串⼝
CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(portName);
//打开端⼝并设置端⼝名字 serialPort和超时时间 2000ms
CommPort commPort=portIdentifier.open(portName,1000);
//进⼀步判断comm端⼝是否是串⼝ instanceof
if(commPort instanceof SerialPort) {
System.out.println("该COM端⼝是串⼝！串⼝名称是：" + portName);
//进⼀步强制类型转换
serialPort=(SerialPort)commPort;
//设置baudrate 此处需要注意:波特率只能允许是int型对于57600⾜够
//8位数据位
//1位停⽌位
//⽆奇偶校验
serialPort.setSerialPortParams(baudrate, SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE); //串⼝配制完成 log
System.out.println("串⼝参数设置已完成，波特率为"+baudrate+",数据位8bits,停⽌位1位,⽆奇偶校验");
} else { //不是串⼝
System.out.println("该com端⼝不是串⼝,请检查设备!");
//将com端⼝设置为null 默认是null不需要操作
}
} catch (NoSuchPortException e) {
e.printStackTrace();
} catch (PortInUseException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnsupportedCommOperationException e) {
e.printStackTrace();
}
return serialPort;
}
/*
* 串⼝数据发送以及数据传输作为⼀个类
* 该类做主要实现对数据包的传输⾄下单板机
*/
/*
* 上位机往单板机通过串⼝发送数据
* 串⼝对象 seriesPort
* 数据帧:dataPackage
* 发送的标志:数据未发送成功抛出⼀个异常
*/
public static void uartSendDatatoSerialPort(SerialPort serialPort,byte[] dataPackage) {
OutputStream out=null;
try {
out=serialPort.getOutputStream();
out.write(dataPackage);
out.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//关闭输出流
if(out!=null) {
try {
out.close();
out=null;
//System.out.println("数据已发送完毕!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/*
* 上位机接收数据
* 串⼝对象seriesPort
* 接收数据buffer
* 返回⼀个byte数组
*/
public static byte[] uartReceiveDatafromSingleChipMachine(SerialPort serialPort) {
byte[] receiveDataPackage=null;
InputStream in=null;
try {
in=serialPort.getInputStream();
// 获取data buffer数据长度
int bufferLength=in.available();
while(bufferLength!=0) {
receiveDataPackage=new byte[bufferLength];
in.read(receiveDataPackage);
bufferLength=in.available();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return receiveDataPackage;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 打开串⼝
SerialPort serialPort = portParameterOpen("COM3", 4800);
// 要发送的数据
String dataSend = "【Java和51单⽚机串⼝通信测试，我能吞下玻璃⽽不伤⾝体！】";
int i=1;
while(true) {
// 发送数据到单⽚机
byte []datByte = dataSend.getBytes();
uartSendDatatoSerialPort(serialPort, datByte);
System.out.println("-------------------------------------------------------");
System.out.println((i++) + ". 发送到串⼝的数据：" + dataSend);
// 休眠300ms，等待单⽚机反应
Thread.sleep(500);
// 从单⽚机接收到的数据
byte[] dat = uartReceiveDatafromSingleChipMachine(serialPort);
if(dat != null && dat.length > 0) {
String dataReceive = new String(dat, "GB2312");
System.out.println((i++) + ". 从串⼝接收的数据：" + dataReceive);
} else {
System.out.println("接收到的数据为空！");
}
}
}
}
四、测试
插上USB，右键“我的电脑” - “管理” - “设备管理器” - “端⼝”，可以看到单⽚机的串⼝号
（1）打开单⽚机
（2）运⾏Java程序
以上实现了Java和单⽚机的串⼝通信，扩展：
（1）控制单⽚机的功能模块，⽐如 LED灯的亮灭，蜂鸣器，跑马灯，数码管，电机转动等等。

（2）在（1）的基础上，使⽤Web⼯程做其他扩展实验，通过点击页⾯的按钮。

（3）点击单⽚机上的按钮，向电脑串⼝（Java端）发送数据，在页⾯上显⽰数据。

（4）使⽤C或者GUI开发客户端进⾏（1）（2）（3）的实验，还可以进⾏饼图、柱状图、折线图等形式展现数据规律。