【自动化】C#中串口接收数据，以及主动接收和被动接收的区别

串口通信在各种应用场景中都是非常常见和重要的，比如工业控制、数据采集、医疗设备等。在C#中，我们可以使用System.IO.Ports.SerialPort类来轻松地实现串口通信。本文将详细介绍C#中串口接收数据，以及主动接收和被动接收的区别，并提供一些实用的示例。

1. 串口接收数据的基本概念和用途

串口接收数据指的是计算机通过串口接收外部设备发送的数据。串口通信通常用于工业控制、数据采集、远程监控等领域。通过串口接收数据，我们可以实现计算机与外部设备之间的数据交互，从而控制外部设备或获取外部设备的数据。

2. 主动接收和被动接收的概念及其差异

在串口通信中，数据的接收方式主要有两种：主动接收和被动接收。

2.1 主动接收

主动接收是指计算机主动向外部设备发送请求，要求外部设备发送数据。主动接收通常需要调用外部设备的API或发送特定的指令来触发。

• 创建SerialPort对象并配置串口参数，如波特率、数据位、停止位等。

SerialPort serialPort =newSerialPort();
serialPort.PortName ="COM1";
serialPort.BaudRate =9600;
serialPort.DataBits =8;
serialPort.Parity = Parity.None;
serialPort.StopBits = StopBits.One;
serialPort.Handshake = Handshake.None;

• 打开串口。

serialPort.Open();

• 设置串口数据接收事件。

serialPort.DataReceived +=newSerialDataReceivedEventHandler(SerialPort_DataReceived);

• 在DataReceived事件处理函数中接收数据。

privatevoidSerialPort_DataReceived(object sender,SerialDataReceivedEventArgs e){string data = serialPort.ReadExisting();
    Console.WriteLine(data);}

• 关闭串口。

serialPort.Close();

2.2被动接收

被动接收是指外部设备主动向计算机发送数据，计算机被动地接收这些数据。被动接收不需要计算机主动请求数据，而是外部设备在数据准备好后自动发送给计算机。

• 创建SerialPort对象并配置串口参数，同上。
• 打开串口。

serialPort.Open();

• 在循环中不断读取串口数据。

while(true){string data = serialPort.ReadExisting();
    Console.WriteLine(data);}

• 关闭串口。

serialPort.Close();

3. 主动接收和被动接收的利弊

主动接收的利弊

• 利：主动接收可以确保计算机在需要数据时及时获取，适用于实时性要求较高的场景。
• 弊：主动接收需要计算机不断查询外部设备是否有数据发送，可能会占用较多的CPU资源。

被动接收的利弊

• 利：被动接收减少了计算机的资源消耗，适用于实时性要求不高的场景。
• 弊：被动接收可能需要等待外部设备主动发送数据，实时性较差。

4. 主动接收与被动接收的区别

1. 工作方式不同：主动接收是计算机主动向外部设备请求数据，而被动接收是外部设备主动向计算机发送数据。
2. 资源占用不同：主动接收时，计算机需要不断查询外部设备是否有数据发送，可能会占用较多的CPU资源；而被动接收时，计算机只需在数据到达时读取数据，CPU资源占用较少。
3. 实时性不同：主动接收可以在第一时间获取外部设备的数据，实时性较好；被动接收可能需要等待外部设备主动发送数据，实时性较差。
4. 应用场景不同：主动接收适用于需要实时监控外部设备数据的场景，如数据采集、远程监控等；被动接收适用于外部设备主动向计算机发送数据的场景，如传感器数据传输、串口调试等。

5. 不同场景下选择使用主动接收或被动接收的建议

主动接收的建议

• 当实时性要求较高，需要计算机主动控制外部设备时，选择主动接收。

被动接收的建议

• 当实时性要求不高，外部设备会主动发送数据时，选择被动接收。

示例
下面我们将通过一个简单的示例来演示如何在C#中实现主动接收和被动接收。
主动接收示例

usingSystem;usingSystem.IO.Ports;namespaceSerialPortExample{classProgram{staticvoidMain(string[] args){SerialPort serialPort =newSerialPort();
            serialPort.PortName ="COM1";
            serialPort.BaudRate =9600;
            serialPort.DataBits =8;
            serialPort.Parity = Parity.None;
            serialPort.StopBits = StopBits.One;
            serialPort.Handshake = Handshake.None;try{
                serialPort.Open();
                Console.WriteLine("串口已打开，开始主动接收数据...");// 设置数据接收事件
                serialPort.DataReceived +=newSerialDataReceivedEventHandler(SerialPort_DataReceived);// 进入主循环
                Console.ReadLine();}catch(Exception ex){
                Console.WriteLine("发生错误： "+ ex.Message);}finally{if(serialPort.IsOpen){
                    serialPort.Close();}}}privatestaticvoidSerialPort_DataReceived(object sender,SerialDataReceivedEventArgs e){string data =((SerialPort)sender).ReadExisting();
            Console.WriteLine("主动接收到的数据： "+ data);}}}

被动接收示例

usingSystem;usingSystem.IO.Ports;namespaceSerialPortExample{classProgram{staticvoidMain(string[] args){SerialPort serialPort =newSerialPort();
            serialPort.PortName ="COM1";
            serialPort.BaudRate =9600;
            serialPort.DataBits =8;
            serialPort.Parity = Parity.None;
            serialPort.StopBits = StopBits.One;
            serialPort.Handshake = Handshake.None;try{
                serialPort.Open();
                Console.WriteLine("串口已打开，开始被动接收数据...");// 不需要设置数据接收事件，因为我们是被动接收// 进入主循环，不断读取串口数据while(true){string data = serialPort.ReadExisting();if(!string.IsNullOrEmpty(data)){
                        Console.WriteLine("被动接收到的数据： "+ data);}}}catch(Exception ex){
                Console.WriteLine("发生错误： "+ ex.Message);}finally{if(serialPort.IsOpen){
                    serialPort.Close();}}

在这个示例中，我们创建了一个SerialPort实例并配置了串口参数。在主动接收示例中，我们设置了DataReceived事件处理函数来主动接收数据。而在被动接收示例中，我们没有设置DataReceived事件，而是使用ReadExisting方法在一个无限循环中被动地接收数据。

总结

在C#中实现串口通信时，根据实际需求选择合适的接收方式，可以提高程序的性能和稳定性。主动接收适用于需要实时监控外部设备数据的场景，而被动接收适用于外部设备主动向计算机发送数据的场景。了解主动接收和被动接收的区别，并根据不同场景选择合适的方式，将有助于提高串口通信的效率。