短距离硬件通信

一串口

1.定义

通信接口

2.核心硬件引脚

引脚	全称	中文名称	核心作用
TX	Transmit	发送引脚	往外发数据的 "嘴"，把自己的数据传给对方
RX	Receive	接收引脚	收数据的 "耳朵"，接收对方发来的数据
GND	Ground	公共地线	双方的 "共同参考点"，没有它电压信号就没基准

3.串口四大关键参数（必须两端完全一致，否则乱码）

波特率 每秒传输位数，常见：9600、115200、4800、38400数值越大，传输越快、抗干扰越弱。
数据位 单帧有效数据长度，常用：8 位（通用标准）
停止位 一帧数据结束标记，常用：1 位，可选 2 位
校验位用来纠错，三种：
- 无校验（None）：最常用
- 奇校验（Odd）
- 偶校验（Even）

✅ 日常默认标准：9600/115200 + 8 数据位 + 1 停止位 + 无校验

4.串口数据帧结构（一帧完整数据）

定义：

串口通信是 **"按位" 一点点发数据的，就像快递员一次只能递一个字。为了让接收方知道 "哪段是一个完整的字节"，就必须给数据加上固定的 "头尾标记"，这个带了标记的、完整的一个数据单元，就叫一帧数据 **。

空闲 → 起始位 → 数据位 → 校验位 (可选) → 停止位

起始位：拉低电平，通知设备开始接收
停止位：拉高电平，标记数据结束

传输数据靠的是约定数据为 8位（可选）然后第一次拉低代表起始位，再8次之后拉高代表停止位

5.常见串口类型

TTL 串口电平：0~3.3V/5V，板载短距离通信，直接接单片机
RS232电平：±12V，电脑老式 COM 口，抗干扰一般，距离中等
RS485 差分信号，抗干扰极强、远距离（千米级）、支持多设备总线组网

工业上位机、设备组网优先用 485

6通信关键特征

全双工 ：TX/RX 独立，同时发 + 收（UART）
半双工：同一时间只能发或只能收（RS485）
共地原则：设备不共地，百分百乱码 / 丢包
距离限制：波特率越高，有效通信距离越短

7.核心类

SerialPort

1.作用

SerialPort是C#帮你把【高低电平、起始位、数据位、停止位】全部封装好的现成工具，你不用管底层硬件，直接调用就行！

让电脑通过 USB / 串口与单片机、传感器、硬件设备互相发数据、收数据。

它帮你做了：

打开 / 关闭串口
设置波特率、数据位、停止位、校验位
发送字节 / 字符串
接收字节 / 字符串
监听数据到达

2.最核心的5个配置（必须和硬件一致）

cs 复制代码

SerialPort serialPort = new SerialPort();

serialPort.PortName = "COM3";       // 串口号
serialPort.BaudRate = 9600;         // 波特率
serialPort.DataBits = 8;            // 数据位（你说的8位！）
serialPort.StopBits = StopBits.One; // 停止位
serialPort.Parity = Parity.None;    // 校验位

✅ 这 5 个必须和硬件一模一样，否则乱码！

3.常用操作

1.打开串口

cs 复制代码

if (!serialPort.IsOpen)
{
    serialPort.Open();
}

2.发送数据（发字符串 / 发字节）

cs 复制代码

// 发字符串
serialPort.Write("Hello");

// 发字节数组（硬件最常用）
byte[] data = new byte[] { 0x01, 0x02, 0x03 };
serialPort.Write(data, 0, data.Length);

3. 接收数据（两种方式）

方式 A：事件监听（推荐！）

数据来了自动触发，不用你管什么时候结束

cs 复制代码

serialPort.DataReceived += SerialPort_DataReceived;

// 数据到达事件
private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
    string str = serialPort.ReadExisting(); // 读取所有收到的数据
    // 或者读字节
    byte[] buffer = new byte[serialPort.BytesToRead];
    serialPort.Read(buffer, 0, buffer.Length);
}

方式 B：同步读取（简单）

cs 复制代码

string data = serialPort.ReadExisting();

4. 关闭串口

cs 复制代码

if (serialPort.IsOpen)
{
    serialPort.Close();
}

5.设置缓存区与发送接收超时时间

为什么需要缓存区

1.解决【收发速度不匹配】的问题//这个缓存区（桶）可以提供波动（比如程序偶尔卡）

2.解决【数据不连续】的问题

3.解决【系统调度延迟】的问题

cs 复制代码

// 接收缓冲区大小：串口收到的数据先暂存这里，最多能存4800字节
serialPort2.ReadBufferSize = 4800;

// 发送缓冲区大小：你调用Write发的数据先暂存这里，最多能存4800字节
serialPort2.WriteBufferSize = 4800;

// 发送超时：Write方法超过10000ms（10秒）没发完，就抛异常退出
serialPort2.WriteTimeout = 10000;

// 接收超时：Read方法超过10000ms（10秒）没读到数据，就抛异常退出
serialPort2.ReadTimeout = 10000;