使用Java实现串口通信

1.介绍

使用Java实现的串口通信程序，支持十六进制数据的发送与接收。
源码下载地址：http://download.csdn.net/detail/kong_gu_you_lan/9611343
效果图如下：

2.RXTXcomm

Java串口通信依赖的jar包RXTXcomm.jar
下载地址：http://download.csdn.net/detail/kong_gu_you_lan/9611334

内含32位与64位版本
使用方法：
拷贝 RXTXcomm.jar 到 JAVA_HOME\jre\lib\ext目录中；
拷贝 rxtxSerial.dll 到 JAVA_HOME\jre\bin目录中；
拷贝 rxtxParallel.dll 到 JAVA_HOME\jre\bin目录中；
JAVA_HOME为jdk安装路径

3.串口通信管理

SerialPortManager实现了对串口通信的管理，包括查找可用端口、打开关闭串口、发送接收数据。

package com.yang.serialport.manage;import gnu.io.CommPort;import gnu.io.CommPortIdentifier;import gnu.io.NoSuchPortException;import gnu.io.PortInUseException;import gnu.io.SerialPort;import gnu.io.SerialPortEventListener;import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.util.ArrayList;import java.util.Enumeration;import java.util.TooManyListenersException;import com.yang.serialport.exception.NoSuchPort;import com.yang.serialport.exception.NotASerialPort;import com.yang.serialport.exception.PortInUse;import com.yang.serialport.exception.ReadDataFromSerialPortFailure;import com.yang.serialport.exception.SendDataToSerialPortFailure;import com.yang.serialport.exception.SerialPortInputStreamCloseFailure;import com.yang.serialport.exception.SerialPortOutputStreamCloseFailure;import com.yang.serialport.exception.SerialPortParameterFailure;import com.yang.serialport.exception.TooManyListeners;/** * 串口管理 *  * @author yangle */public class SerialPortManager {    /**     * 查找所有可用端口     *      * @return 可用端口名称列表     */    @SuppressWarnings("unchecked")    public static final ArrayList<String> findPort() {        // 获得当前所有可用串口        Enumeration<CommPortIdentifier> portList = CommPortIdentifier                .getPortIdentifiers();        ArrayList<String> portNameList = new ArrayList<String>();        // 将可用串口名添加到List并返回该List        while (portList.hasMoreElements()) {            String portName = portList.nextElement().getName();            portNameList.add(portName);        }        return portNameList;    }    /**     * 打开串口     *      * @param portName     *            端口名称     * @param baudrate     *            波特率     * @return 串口对象     * @throws SerialPortParameterFailure     *             设置串口参数失败     * @throws NotASerialPort     *             端口指向设备不是串口类型     * @throws NoSuchPort     *             没有该端口对应的串口设备     * @throws PortInUse     *             端口已被占用     */    public static final SerialPort openPort(String portName, int baudrate)            throws SerialPortParameterFailure, NotASerialPort, NoSuchPort,            PortInUse {        try {            // 通过端口名识别端口            CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier                    .getPortIdentifier(portName);            // 打开端口，设置端口名与timeout（打开操作的超时时间）            CommPort commPort = portIdentifier.open(portName, 2000);            // 判断是不是串口            if (commPort instanceof SerialPort) {                SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;                try {                    // 设置串口的波特率等参数                    serialPort.setSerialPortParams(baudrate,                            SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1,                            SerialPort.PARITY_NONE);                } catch (UnsupportedCommOperationException e) {                    throw new SerialPortParameterFailure();                }                return serialPort;            } else {                // 不是串口                throw new NotASerialPort();            }        } catch (NoSuchPortException e1) {            throw new NoSuchPort();        } catch (PortInUseException e2) {            throw new PortInUse();        }    }    /**     * 关闭串口     *      * @param serialport     *            待关闭的串口对象     */    public static void closePort(SerialPort serialPort) {        if (serialPort != null) {            serialPort.close();            serialPort = null;        }    }    /**     * 向串口发送数据     *      * @param serialPort     *            串口对象     * @param order     *            待发送数据     * @throws SendDataToSerialPortFailure     *             向串口发送数据失败     * @throws SerialPortOutputStreamCloseFailure     *             关闭串口对象的输出流出错     */    public static void sendToPort(SerialPort serialPort, byte[] order)            throws SendDataToSerialPortFailure,            SerialPortOutputStreamCloseFailure {        OutputStream out = null;        try {            out = serialPort.getOutputStream();            out.write(order);            out.flush();        } catch (IOException e) {            throw new SendDataToSerialPortFailure();        } finally {            try {                if (out != null) {                    out.close();                    out = null;                }            } catch (IOException e) {                throw new SerialPortOutputStreamCloseFailure();            }        }    }    /**     * 从串口读取数据     *      * @param serialPort     *            当前已建立连接的SerialPort对象     * @return 读取到的数据     * @throws ReadDataFromSerialPortFailure     *             从串口读取数据时出错     * @throws SerialPortInputStreamCloseFailure     *             关闭串口对象输入流出错     */    public static byte[] readFromPort(SerialPort serialPort)            throws ReadDataFromSerialPortFailure,            SerialPortInputStreamCloseFailure {        InputStream in = null;        byte[] bytes = null;        try {            in = serialPort.getInputStream();            // 获取buffer里的数据长度            int bufflenth = in.available();            while (bufflenth != 0) {                // 初始化byte数组为buffer中数据的长度                bytes = new byte[bufflenth];                in.read(bytes);                bufflenth = in.available();            }        } catch (IOException e) {            throw new ReadDataFromSerialPortFailure();        } finally {            try {                if (in != null) {                    in.close();                    in = null;                }            } catch (IOException e) {                throw new SerialPortInputStreamCloseFailure();            }        }        return bytes;    }    /**     * 添加监听器     *      * @param port     *            串口对象     * @param listener     *            串口监听器     * @throws TooManyListeners     *             监听类对象过多     */    public static void addListener(SerialPort port,            SerialPortEventListener listener) throws TooManyListeners {        try {            // 给串口添加监听器            port.addEventListener(listener);            // 设置当有数据到达时唤醒监听接收线程            port.notifyOnDataAvailable(true);            // 设置当通信中断时唤醒中断线程            port.notifyOnBreakInterrupt(true);        } catch (TooManyListenersException e) {            throw new TooManyListeners();        }    }}
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4.程序主窗口

/* * MainFrame.java * * Created on 2016.8.19 */package com.yang.serialport.ui;import gnu.io.SerialPort;import gnu.io.SerialPortEvent;import gnu.io.SerialPortEventListener;import java.awt.Color;import java.awt.GraphicsEnvironment;import java.awt.Point;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.util.List;import javax.swing.BorderFactory;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JComboBox;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel;import javax.swing.JPanel;import javax.swing.JScrollPane;import javax.swing.JTextArea;import javax.swing.JTextField;import com.yang.serialport.exception.NoSuchPort;import com.yang.serialport.exception.NotASerialPort;import com.yang.serialport.exception.PortInUse;import com.yang.serialport.exception.SendDataToSerialPortFailure;import com.yang.serialport.exception.SerialPortOutputStreamCloseFailure;import com.yang.serialport.exception.SerialPortParameterFailure;import com.yang.serialport.exception.TooManyListeners;import com.yang.serialport.manage.SerialPortManager;import com.yang.serialport.utils.ByteUtils;import com.yang.serialport.utils.ShowUtils;/** * 主界面 *  * @author yangle */public class MainFrame extends JFrame {    /**     * 程序界面宽度     */    public static final int WIDTH = 500;    /**     * 程序界面高度     */    public static final int HEIGHT = 360;    private JTextArea dataView = new JTextArea();    private JScrollPane scrollDataView = new JScrollPane(dataView);    // 串口设置面板    private JPanel serialPortPanel = new JPanel();    private JLabel serialPortLabel = new JLabel("串口");    private JLabel baudrateLabel = new JLabel("波特率");    private JComboBox commChoice = new JComboBox();    private JComboBox baudrateChoice = new JComboBox();    // 操作面板    private JPanel operatePanel = new JPanel();    private JTextField dataInput = new JTextField();    private JButton serialPortOperate = new JButton("打开串口");    private JButton sendData = new JButton("发送数据");    private List<String> commList = null;    private SerialPort serialport;    public MainFrame() {        initView();        initComponents();        actionListener();        initData();    }    private void initView() {        // 关闭程序        setDefaultCloseOperation(javax.swing.WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);        // 禁止窗口最大化        setResizable(false);        // 设置程序窗口居中显示        Point p = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment()                .getCenterPoint();        setBounds(p.x - WIDTH / 2, p.y - HEIGHT / 2, WIDTH, HEIGHT);        this.setLayout(null);        setTitle("串口通讯");    }    private void initComponents() {        // 数据显示        dataView.setFocusable(false);        scrollDataView.setBounds(10, 10, 475, 200);        add(scrollDataView);        // 串口设置        serialPortPanel.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("串口设置"));        serialPortPanel.setBounds(10, 220, 170, 100);        serialPortPanel.setLayout(null);        add(serialPortPanel);        serialPortLabel.setForeground(Color.gray);        serialPortLabel.setBounds(10, 25, 40, 20);        serialPortPanel.add(serialPortLabel);        commChoice.setFocusable(false);        commChoice.setBounds(60, 25, 100, 20);        serialPortPanel.add(commChoice);        baudrateLabel.setForeground(Color.gray);        baudrateLabel.setBounds(10, 60, 40, 20);        serialPortPanel.add(baudrateLabel);        baudrateChoice.setFocusable(false);        baudrateChoice.setBounds(60, 60, 100, 20);        serialPortPanel.add(baudrateChoice);        // 操作        operatePanel.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("操作"));        operatePanel.setBounds(200, 220, 285, 100);        operatePanel.setLayout(null);        add(operatePanel);        dataInput.setBounds(25, 25, 235, 20);        operatePanel.add(dataInput);        serialPortOperate.setFocusable(false);        serialPortOperate.setBounds(45, 60, 90, 20);        operatePanel.add(serialPortOperate);        sendData.setFocusable(false);        sendData.setBounds(155, 60, 90, 20);        operatePanel.add(sendData);    }    @SuppressWarnings("unchecked")    private void initData() {        commList = SerialPortManager.findPort();        // 检查是否有可用串口，有则加入选项中        if (commList == null || commList.size() < 1) {            ShowUtils.warningMessage("没有搜索到有效串口！");        } else {            for (String s : commList) {                commChoice.addItem(s);            }        }        baudrateChoice.addItem("9600");        baudrateChoice.addItem("19200");        baudrateChoice.addItem("38400");        baudrateChoice.addItem("57600");        baudrateChoice.addItem("115200");    }    private void actionListener() {        serialPortOperate.addActionListener(new ActionListener() {            @Override            public void actionPerformed(ActionEvent e) {                if ("打开串口".equals(serialPortOperate.getText())                        && serialport == null) {                    openSerialPort(e);                } else {                    closeSerialPort(e);                }            }        });        sendData.addActionListener(new ActionListener() {            @Override            public void actionPerformed(ActionEvent e) {                sendData(e);            }        });    }    /**     * 打开串口     *      * @param evt     *            点击事件     */    private void openSerialPort(java.awt.event.ActionEvent evt) {        // 获取串口名称        String commName = (String) commChoice.getSelectedItem();        // 获取波特率        int baudrate = 9600;        String bps = (String) baudrateChoice.getSelectedItem();        baudrate = Integer.parseInt(bps);        // 检查串口名称是否获取正确        if (commName == null || commName.equals("")) {            ShowUtils.warningMessage("没有搜索到有效串口！");        } else {            try {                serialport = SerialPortManager.openPort(commName, baudrate);                if (serialport != null) {                    dataView.setText("串口已打开" + "\r\n");                    serialPortOperate.setText("关闭串口");                }            } catch (SerialPortParameterFailure e) {                e.printStackTrace();            } catch (NotASerialPort e) {                e.printStackTrace();            } catch (NoSuchPort e) {                e.printStackTrace();            } catch (PortInUse e) {                e.printStackTrace();                ShowUtils.warningMessage("串口已被占用！");            }        }        try {            SerialPortManager.addListener(serialport, new SerialListener());        } catch (TooManyListeners e) {            e.printStackTrace();        }    }    /**     * 关闭串口     *      * @param evt     *            点击事件     */    private void closeSerialPort(java.awt.event.ActionEvent evt) {        SerialPortManager.closePort(serialport);        dataView.setText("串口已关闭" + "\r\n");        serialPortOperate.setText("打开串口");    }    /**     * 发送数据     *      * @param evt     *            点击事件     */    private void sendData(java.awt.event.ActionEvent evt) {        // 输入框直接输入十六进制字符，长度必须是偶数        String data = dataInput.getText().toString();        try {            SerialPortManager.sendToPort(serialport,                    ByteUtils.hexStr2Byte(data));        } catch (SendDataToSerialPortFailure e) {            e.printStackTrace();        } catch (SerialPortOutputStreamCloseFailure e) {            e.printStackTrace();        }    }    private class SerialListener implements SerialPortEventListener {        /**         * 处理监控到的串口事件         */        public void serialEvent(SerialPortEvent serialPortEvent) {            switch (serialPortEvent.getEventType()) {            case SerialPortEvent.BI: // 10 通讯中断                ShowUtils.errorMessage("与串口设备通讯中断");                break;            case SerialPortEvent.OE: // 7 溢位（溢出）错误            case SerialPortEvent.FE: // 9 帧错误            case SerialPortEvent.PE: // 8 奇偶校验错误            case SerialPortEvent.CD: // 6 载波检测            case SerialPortEvent.CTS: // 3 清除待发送数据            case SerialPortEvent.DSR: // 4 待发送数据准备好了            case SerialPortEvent.RI: // 5 振铃指示            case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY: // 2 输出缓冲区已清空                break;            case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE: // 1 串口存在可用数据                byte[] data = null;                try {                    if (serialport == null) {                        ShowUtils.errorMessage("串口对象为空！监听失败！");                    } else {                        // 读取串口数据                        data = SerialPortManager.readFromPort(serialport);                        dataView.append(ByteUtils.byteArrayToHexString(data,                                true) + "\r\n");                    }                } catch (Exception e) {                    ShowUtils.errorMessage(e.toString());                    // 发生读取错误时显示错误信息后退出系统                    System.exit(0);                }                break;            }        }    }    public static void main(String args[]) {        java.awt.EventQueue.invokeLater(new Runnable() {            public void run() {                new MainFrame().setVisible(true);            }        });    }}
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5.写在最后

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