微机原理及应用课程设计报告

微机原理及应用
课程设计
设计题目：基于PC机串行通信的点到点文
件传输系统
专业计算机科学与技术
班级计104
学生 D
指导教师
2013 年秋季学期
目录
目录 (2)
一、实验目的 (3)
二、实验内容及要求 (3)
三、课设基本思想 (3)
四、程序流程图以及程序设计 (5)
（一）、程序流程图： (5)
（二）、程序设计思想： (5)
五．实验结果截图 (6)
六．程序源代码 (7)
七．课程设计心得体会 (14)
八．参考文献 (15)
一、实验目的
1.学习虚拟串口的使用方法。

2.学会在windows平台上进行串口通信的方法。

二、实验内容及要求
1.基本要求：采用VB,VC,C#或其他开发工具设计一个简易的聊天系统。

用户可以设置波特率或采用自动协商机制。

界面如下图：
2.设计提示：在Windows平台上通过API或MSComn控件实现串行通信。

3.进一步设计要求：采用多线程完成通信任务。

三、课设基本思想
1.在.NET平台下使用C#创建串口通信程序，.NET
2.0提供了串口通信的功能，其命名空间是System.IO.Ports。

这个新的框架不但可以访问计算机上的串口，还可以和串口设备进行通信。

我们将使用标准的RS 232 C 在PC间通信。

它工作在全双工模式下，而且我们不打算使用任何的握手或流控制器，而是使用无modem连接。

2.串口的硬件知识：
在数据传输的时候，每个字节的数据通过单个的电缆线传输。

包包括开始位，数据，结束为。

一旦开始位传出，后面就会传数据，可能是5，6，7或8位，就看你的设定了。

发送和接收必须设定同样的波特率和数据位数。

3.关于本程序使用SerialPort的一些属性和方法：
属性：
四、程序流程图以及程序设计（一）、程序流程图：
（二）、程序设计思想：
首先需要定义一个SerialPort对象，添加DataReceived事件响应收到数据。

然后利用系统提供函数获取当前端口号，以及用户选择的波特率，对对象进行初始化。

通过两边建立起来的串口连接的缓冲区，进行数据的交互。

这样便实现里串口点对点的字符串聊天。

对于实现二进制文件的传输，主要通过的是利用list<>来进行缓冲区数据的读取，同时自己约定好所用的文件协议。

通过对数组文件的分析来判断是否是合法的数据，通过对校验位的检查确定是否是正确的数据，对于不正确的数据，我采用的是直接丢弃不予处理的政策。

至此，便是整个程序的基本思想。

五．实验结果截图程序主界面：
设置界面：
运行结果：
六．程序源代码
1.主界面部分：
using System;
using System.Collections.Generic; using ponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.IO.Ports;
using System.Text.RegularExpressions;
namespace windows_test
{
public partial class Main : Form
{
private SerialPort sp = new SerialPort();
private StringBuilder TheString = new StringBuilder();
private bool Listening = false;//是否没有执行完invoke相关操作
private bool Closing = false;//是否正在关闭串口，执行Application.DoEvents，并阻止再次invoke
public static string[] ports;
private List<byte> buffer = new List<byte>(4096);
private byte[] B_data=new byte[10];//自定义数据格式，由2个字节的头文件+一个字节的长度+最后一位的校验位而来DD 22 06 11 22 33 44 55 66 8E
public Main()
{
InitializeComponent();
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
ports = SerialPort.GetPortNames();//得到可用端口名字
Array.Sort(ports);//将它们排序
sp.DataReceived += sp_DataReceived;//调用DataReceived事件
sp.NewLine = "\r\n";
btn_Send.Enabled = sp.IsOpen;//通过串口的打开与否控制控件显示
checkbox_data.enabled = false;
// sp.encoding = system.text.encoding.getencoding("gb2312");转换字符编码
}
void sp_DataReceived(object sender,SerialDataReceivedEventArgs e)
{
//////////////////Version.1无法避免死锁/////////////////
//int n=sp.BytesToRead;第一次书写的代码无法避免2个线程的死锁
//byte[] buff= new byte[n];
//sp.Read(buff,0,n);
//TheString.Clear();
//this.Invoke((EventHandler)(delegate{
// TheString.Append(Encoding.ASCII.GetString(buff));
// this.txtGet.AppendText(TheString.ToString());
//}));
//////////////////Version.2解决问题/////////////////////
if (Closing)
return;//如果正在关闭，忽略操作，直接返回，尽快的完成串口监听线程的一次循环
try
{
Listening = true;//设置标记
int n = sp.BytesToRead;//读取缓冲区字符数
byte[] buff = new byte[n];
sp.Read(buff, 0, n);//读出缓冲区数据
TheString.Clear();
bool data_catched = false;
buffer.AddRange(buff);
while (buffer.Count >= 4)//至少要包含4个字节的固定格式
{
if (buffer[0] == 0xDD && buffer[1] == 0x22)//检查头文件
{
int len = buffer[2];//得到长度
if (buffer.Count < len + 4) break;
byte sum = 0;
for (int i = 0; i < len + 3; i++)
{
sum ^= buffer[i];//通过异或校验得到校验码
}
if (sum != buffer[len + 3])
{
buffer.RemoveRange(0, len + 4);//校验结果不对则直接丢弃
continue;
}
buffer.CopyTo(0, B_data, 0, len + 4);//若数据符合，便将其拷贝至数据缓冲
data_catched = true;//设置标记
buffer.RemoveRange(0, len + 4);//移出正确的数据
}
else
{
buffer.RemoveAt(0);//若数据不是开头则删除之
}
}
if (data_catched)
{
string data = B_data[3].ToString("X2") + " " + B_data[4].ToString("X2") + " " +
B_data[5].ToString("X2") + " " + B_data[6].ToString("X2")
+ " " +
B_data[7].ToString("X2")+ " " +B_data[8].ToString("X2");//由于格式已经规定好，因此可以直接读取数据，通过StringFormat选择16进制2位。

this.Invoke((EventHandler)(delegate { txtData.Text = data; }));//更新界面
}
//string output
TheString.Clear();
this.Invoke((EventHandler)(delegate
{
TheString.Append(Encoding.ASCII.GetString(buff));
this.txtGet.AppendText(TheString.ToString());
}));//将读到的字符串显示到发送数据文本框中
}
finally
{
Listening = false;//设置标志，通知ui可以关闭串口
}
}
private void open_Click(object sender, EventArgs e)//通过按键来初始串口 {
if (sp.IsOpen)
{
Closing = true;
while (Listening)
Application.DoEvents();
sp.Close();
Closing = false;
}
else
{
try
{
sp.PortName = Setting.get_port;
sp.BaudRate = int.Parse(Setting.get_baudrate);
sp.Open();
}
catch (Exception ex)
{
sp = new SerialPort();
MessageBox.Show("请先单击\"设置\" 设置串口参数","警告",MessageBoxButtons.OK);
}
}
btn_Open.Text = sp.IsOpen ? "关闭连接" : "打开连接";//通过3目运算控制按键显示
btn_Send.Enabled = sp.IsOpen;
}
private void Send_Click(object sender, EventArgs e)
{
int n = 0;
try
{
if (checkBox_line.Checked)
{
sp.WriteLine(Setting.get_port + " : " + DateTime.Now + " > " + txtSend.Text);//若勾选单行发送，则显示数据来源端口和时间
n = txtSend.Text.Length + 2;
}
else
{
sp.Write(txtSend.Text);//写入到缓冲区
n = txtSend.Text.Length;
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message);
}
}
private void btn_Setting_Click(object sender, EventArgs e)
{
Setting s = new Setting();
s.Show();
this.Visible=false;
}
private void btn_Reset_Click(object sender, EventArgs e)
{
txtGet.Text = "";
txtSend.Text = "";
}
private void btn_Exit_Click(object sender, EventArgs e)
{
Application.Exit();
}
private void checkBox_line_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
txtGet.WordWrap = checkBox_line.Checked;
}
七．课程设计心得体会
在这一周的课设中，让我对微机原理的课程有了更加深入的了解，使我对串口实现字符串的传送和数据的收发有了进一步的掌握。

在初次拿到题目的时候，由于以前的编程主要面向的是软件，而这次是面向硬件。

因此开始课设的时候，脑子里面是一团雾水，不知道从何出去下手，也不知道要到达怎样的目标。

经过一天的上网查找资料，渐渐的让我明白了串口通信的基本实现方法。

在之后的几天中，我通过这学期学习的c#的知识和微机知识，将两者结合起来，实现了界面的搭建和逻辑的选择。

对于遇到的不会使用的方法和属性就在MSDN中查询了解。

而且我也学习到了SerialPort类的使用，以及其各种参数(串口名、波特率、停止位、校验位、停止位等)的设置方式。

经过熟能生巧的过程使我对于C#串口通信有了一定程度的了解。

当然在开发过程中也不是一帆风顺的，遇到了很多麻烦，例如缓冲区的读取异常，程序逻辑异常等等。

通过不断的去查资料，翻阅书籍，让我收获了很多很多，也提高了我关于分析问题，解决问题的能力。

计算机专业的学生我觉得对于如何利用网络资源解决自身问题，是至关重要的。

人只有在不断的努力学习和查找中才可以进步。

因此，我觉得这次课设之于我来说是意义非凡的，不仅使我了解知识提升了能力，还使我对于未来的计算机相关硬件开发有了好感，对于我将来的学习也有着指导意义。

八．参考文献
[1] 钱晓捷，陈涛，《16/32位微机原理、汇编语言及接口技术（第二）》，北京，机械
工业出版社，2005
[2] 周艳萍，邹伟，《汇编语言程序设计教程》，北京，清华大学出版社，2007
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