C#手写串口助手

实现思路

1. 界面设计：包含串口参数选择（端口、波特率等）、连接控制按钮、数据收发区域、发送按钮等核心控件。
2. 串口操作 ：使用 System.IO.Ports.SerialPort 类实现串口的打开 / 关闭、数据发送、数据接收（异步接收避免界面卡死）。
3. 功能完善：支持十六进制 / 文本模式收发、清空数据、自动添加换行符等常用功能。
4. 异常处理：捕获串口操作中的常见异常（如端口被占用、参数错误等），提升程序稳定性。

完整代码实现

第一步：创建 WinForms 项目

1. 打开 Visual Studio → 创建新项目 → 选择「Windows 窗体应用 (.NET Framework)」。
2. 按以下布局添加控件（控件名称对应代码中的变量名）：

控件类型	名称	作用
ComboBox	cboPortName	选择串口名称（COM1/COM2）
ComboBox	cboBaudRate	选择波特率（9600/115200）
Button	btnOpenClose	打开 / 关闭串口
TextBox	txtReceive	接收数据显示区域（多行）
TextBox	txtSend	发送数据输入框
Button	btnSend	发送数据按钮
CheckBox	chkHexReceive	十六进制接收
CheckBox	chkHexSend	十六进制发送
CheckBox	chkAutoNewLine	发送时自动加换行符
Button	btnClearReceive	清空接收区域

第二步：完整代码（Form1.cs）

using System;
using System.IO.Ports;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

namespace SerialPortAssistant
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        // 声明串口对象
        private SerialPort _serialPort;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            // 初始化串口助手
            InitSerialPortAssistant();
        }

        /// <summary>
        /// 初始化串口助手（加载参数、绑定事件）
        /// </summary>
        private void InitSerialPortAssistant()
        {
            // 1. 初始化串口对象
            _serialPort = new SerialPort();
            _serialPort.DataReceived += SerialPort_DataReceived; // 绑定数据接收事件

            // 2. 加载常用波特率
            cboBaudRate.Items.AddRange(new string[] { "9600", "19200", "38400", "115200" });
            cboBaudRate.SelectedIndex = 0; // 默认选中9600

            // 3. 加载可用串口列表
            LoadAvailablePorts();

            // 4. 设置接收框样式（多行、滚动条、只读）
            txtReceive.Multiline = true;
            txtReceive.ScrollBars = ScrollBars.Vertical;
            txtReceive.ReadOnly = true;
            txtReceive.WordWrap = false;

            // 5. 设置发送框多行
            txtSend.Multiline = true;
            txtSend.ScrollBars = ScrollBars.Vertical;

            // 6. 按钮初始状态
            btnOpenClose.Text = "打开串口";
            btnSend.Enabled = false;
        }

        /// <summary>
        /// 加载可用串口列表
        /// </summary>
        private void LoadAvailablePorts()
        {
            cboPortName.Items.Clear();
            // 获取当前系统可用的串口名称
            string[] ports = SerialPort.GetPortNames();
            if (ports.Length > 0)
            {
                cboPortName.Items.AddRange(ports);
                cboPortName.SelectedIndex = 0; // 默认选中第一个
            }
            else
            {
                cboPortName.Items.Add("无可用串口");
                cboPortName.SelectedIndex = 0;
                btnOpenClose.Enabled = false; // 无串口时禁用打开按钮
            }
        }

        /// <summary>
        /// 打开/关闭串口按钮点击事件
        /// </summary>
        private void btnOpenClose_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                if (!_serialPort.IsOpen)
                {
                    // 配置串口参数
                    _serialPort.PortName = cboPortName.SelectedItem.ToString();
                    _serialPort.BaudRate = int.Parse(cboBaudRate.SelectedItem.ToString());
                    _serialPort.Parity = Parity.None; // 校验位：无
                    _serialPort.DataBits = 8; // 数据位：8
                    _serialPort.StopBits = StopBits.One; // 停止位：1
                    _serialPort.Handshake = Handshake.None; // 流控：无
                    _serialPort.ReadTimeout = 500; // 读取超时

                    // 打开串口
                    _serialPort.Open();

                    // 更新界面状态
                    btnOpenClose.Text = "关闭串口";
                    btnSend.Enabled = true;
                    cboPortName.Enabled = false;
                    cboBaudRate.Enabled = false;
                    MessageBox.Show($"成功打开串口：{_serialPort.PortName}", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
                }
                else
                {
                    // 关闭串口
                    _serialPort.Close();

                    // 更新界面状态
                    btnOpenClose.Text = "打开串口";
                    btnSend.Enabled = false;
                    cboPortName.Enabled = true;
                    cboBaudRate.Enabled = true;
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"串口操作失败：{ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 串口数据接收事件（异步触发，需跨线程更新UI）
        /// </summary>
        private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            try
            {
                if (_serialPort.IsOpen)
                {
                    // 读取接收缓冲区的数据
                    byte[] receiveBytes = new byte[_serialPort.BytesToRead];
                    _serialPort.Read(receiveBytes, 0, receiveBytes.Length);

                    string receiveStr = string.Empty;
                    if (chkHexReceive.Checked)
                    {
                        // 十六进制模式：转换为 00-00-00 格式
                        receiveStr = BitConverter.ToString(receiveBytes).Replace("-", " ") + " ";
                    }
                    else
                    {
                        // 文本模式：转换为UTF8字符串
                        receiveStr = Encoding.UTF8.GetString(receiveBytes);
                    }

                    // 跨线程更新UI（必须使用Invoke）
                    if (txtReceive.InvokeRequired)
                    {
                        txtReceive.Invoke(new Action(() =>
                        {
                            txtReceive.AppendText(receiveStr);
                            // 滚动到最后一行
                            txtReceive.SelectionStart = txtReceive.Text.Length;
                            txtReceive.ScrollToCaret();
                        }));
                    }
                    else
                    {
                        txtReceive.AppendText(receiveStr);
                        txtReceive.SelectionStart = txtReceive.Text.Length;
                        txtReceive.ScrollToCaret();
                    }
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"数据接收失败：{ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送数据按钮点击事件
        /// </summary>
        private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                if (!_serialPort.IsOpen)
                {
                    MessageBox.Show("串口未打开，请先打开串口！", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
                    return;
                }

                string sendContent = txtSend.Text.Trim();
                if (string.IsNullOrEmpty(sendContent))
                {
                    MessageBox.Show("发送内容不能为空！", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
                    return;
                }

                byte[] sendBytes;
                if (chkHexSend.Checked)
                {
                    // 十六进制发送：先清理非十六进制字符，再转换为字节数组
                    sendContent = sendContent.Replace(" ", "").Replace("-", "");
                    if (sendContent.Length % 2 != 0)
                    {
                        MessageBox.Show("十六进制数据长度必须为偶数！", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
                        return;
                    }

                    sendBytes = new byte[sendContent.Length / 2];
                    for (int i = 0; i < sendContent.Length; i += 2)
                    {
                        sendBytes[i / 2] = Convert.ToByte(sendContent.Substring(i, 2), 16);
                    }
                }
                else
                {
                    // 文本发送：转换为UTF8字节数组
                    sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(sendContent);
                    // 自动添加换行符
                    if (chkAutoNewLine.Checked)
                    {
                        sendBytes = CombineBytes(sendBytes, Encoding.UTF8.GetBytes(Environment.NewLine));
                    }
                }

                // 发送数据
                _serialPort.Write(sendBytes, 0, sendBytes.Length);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"数据发送失败：{ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 合并两个字节数组（用于添加换行符）
        /// </summary>
        private byte[] CombineBytes(byte[] a, byte[] b)
        {
            byte[] result = new byte[a.Length + b.Length];
            Array.Copy(a, 0, result, 0, a.Length);
            Array.Copy(b, 0, result, a.Length, b.Length);
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 清空接收区域按钮点击事件
        /// </summary>
        private void btnClearReceive_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            txtReceive.Clear();
        }

        /// <summary>
        /// 窗体关闭时确保串口关闭
        /// </summary>
        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            if (_serialPort.IsOpen)
            {
                _serialPort.Close();
            }
            _serialPort.Dispose(); // 释放资源
        }
    }
}

关键代码解释

1. 串口初始化：

   • SerialPort 是 C# 操作串口的核心类，需引用 System.IO.Ports 命名空间。
   • DataReceived 事件是异步触发的，用于接收串口数据，避免阻塞 UI 线程。

2. 跨线程更新 UI：

   • 串口数据接收事件在非 UI 线程执行，直接修改 TextBox 会报错，必须使用 Invoke 方法切换到 UI 线程。

3. 十六进制收发处理：

   • 接收：将字节数组转换为 XX XX XX 格式的字符串。
   • 发送：清理空格 / 短横线，将十六进制字符串转换为字节数组（需确保长度为偶数）。

4. 异常处理：

   • 捕获串口打开、数据收发中的异常，通过 MessageBox 提示用户，避免程序崩溃。
   • 窗体关闭时主动关闭串口并释放资源，防止端口被占用。

使用说明

1. 编译运行项目后，程序会自动加载系统中可用的串口和默认波特率（9600）。
2. 选择需要连接的串口和波特率，点击「打开串口」按钮。
3. 发送数据：
   • 文本模式：直接输入文字，勾选「自动加换行符」可在发送时添加 \r\n。
   • 十六进制模式：输入如 01 02 03 或 010203 格式的十六进制字符串。
4. 接收数据：勾选「十六进制接收」可按十六进制格式显示，否则按文本显示。
5. 点击「清空接收」可清空接收区域，点击「关闭串口」可断开连接。

总结

1. 核心类 ：SerialPort 是 C# 操作串口的核心，需掌握其 Open/Close 方法、DataReceived 事件、Write/Read 方法。
2. UI 线程安全 ：串口事件在非 UI 线程执行，更新界面必须使用 Invoke 方法，否则会抛出跨线程异常。
3. 功能扩展方向：可在此基础上添加「自动发送」「保存接收数据」「串口参数自定义（校验位 / 停止位）」等功能，满足更多场景需求。