要編寫一個程式，控制串口通訊，java裡面有...

 瞭解串列通訊
串列通訊協議有很多種，像RS232，RS485，RS422，甚至現今流行的USB等都是串列
通訊協議。而串列通訊技術的應用無處不在。可能大家見的最多就是電腦的串口與Mode
m的通訊。記得在PC機剛開始在中國流行起來時（大約是在90年代前五年），那時甚至有
人用一條串列線進行兩台電腦之間的資料共用。除了這些，手機，PDA，USB滑鼠、鍵盤
等等都是以串列通訊的方式與電腦串連。而筆者工作性質的關係，所接觸到的就更多了
，像多串口卡，各種種類的具有串口通訊介面的檢測與測量儀器，串口通訊的網路裝置
等。
雖然串列通訊有很多種，但筆者所知的在整個電子通訊產品方面，以RS232的通訊方
式最為多見。雖然USB介面的電子產品也是層出不窮，但瞭解一下Java在串列通訊方面的
技術還有有必要的，說不定有哪位讀者還想用此技術寫一個PDA與電腦之間資料共用的程
序呢。
本文主要以RS232為主來講解JAVA的串列通訊技術。
RS232通訊基礎
RS-232-C(又稱 EIA RS-232-C，以下簡稱RS232)是在1970年由美國電子工業協會（E
IA）聯合貝爾系統、數據機廠家及電腦終端生產廠家共同制定的用於串列通訊的
標準。RS232是一個全雙工系統的通訊協議，它可以同時進行資料接收和發送的工作。RS232
的連接埠通常有兩種：9針(DB9)和25針(DB25)。
DB9和DB25的常用針腳定義
　9針串口（DB9）
25針串口（DB25）

針號
功能說明
縮寫 針號
功能說明
縮寫
1
資料偵測載波
DCD 8
資料偵測載波
DCD
2
接收資料 RXD 3
接收資料 RXD
3
發送資料
TXD 2
發送資料
TXD
4
資料終端準備
DTR 20
資料終端準備
DTR
5
訊號地
GND 7
訊號地
GND
6
資料裝置準備好
DSR 6
資料準備好
DSR
7
請求發送 RTS 4
請求發送
RTS
8
清除發送
CTS 5
清除發送
CTS
9
響鈴指示
RI 22
響鈴指示
RI
常見的邊線方式
常見的通訊方式是三線式，這種方式是將兩個RS232裝置的發送端(TXD)和接收端(RXD)及
接地端(GND)互相串連，也是許多讀者所知道的串連方式：

（9針）
2(RXD) ------- 3(TXD
3(TXD) ------- 2(TXD)
5(GND) ------- 5(GND)
(25針）
2(RXD) ------- 3(TXD
3(TXD) ------- 2(RXD)
7(GND) ------- 7(GND)
這種方式分別將兩端的RS232介面的2--3,3---2,5(7)---5(7)針腳串連起來。其中2
是資料接收線(RXD)，3是資料發送線(TXD)，5(7)是接地(RND)。如果有一台式PC，和一
部NoteBook電腦，就可以用這種方式連線了。用三線式可以將大多數的RS232裝置串連起
來。但如果你認死了2--3,3--2,5(7)--5(7)對接這個理，會發現在連某些RS232裝置時並
不奏效。這是因為有些裝置在電路內部已將2和3線調換過來了，你只要2,3,5(7)針一一
對應就行了。
小技巧：如何辨別TXD和RXD連接埠。
　　　　搞電子的人手邊應該常備一個電錶，用來測測電壓，電阻什麼的會很有用。你
只要分別測一下RS232連接埠的2--5或3--5針腳之間的電壓，通常TXD針腳與GND之間會有3
~15V左右的負電壓，表示它是TXD針腳。
安裝Java Communications API
Sun的J2SE中並沒有直接提供以上提到的任何一種串列通訊協議的開發包，而是以獨
立的jar包形式發布在java.sun.com網站上(從這裡下載)----即comm.jar，稱之為Javat
m Communications API，它是J2SE的標準擴充。comm.jar並不是最近才有，早在1998年
時，sun就已經發布了這個開發包。comm.jar分別提供了對常用的RS232序列埠和IEEE
1284並行連接埠通訊的支援。目前sun發布的comm.jar只有Windows和Solaris平台兩個版本
，如果你需要Linux平台下的，可以在 http://www.geeksville.com/~kevinh/linuxcomm
.html找到。
在使用comm.jar之前，必須知道如何安裝它。這也是困擾許多初學java RS232通訊
者的一個難題。如果我們電腦上安裝了JDK, 它將同時為我們安裝一份JRE(Java Runtim
e Entironment)，通常我們運行程式時都是以JRE來啟動並執行。所以以下的安裝適用於JRE
。如果你是用JDK來運行程式的，請將相應的<JRE_HOME>改成<JDK_HOME>。
下載了comm.jar開發包後，與之一起的還有兩個重要的檔案，win32com.dll和java
x.comm.properties。 comm.jar提供了通訊用的java API，而win32com.dll提供了供co
mm.jar調用的本地驅動介面。而javax.comm.properties是這個驅動的類設定檔。首先
將comm.jar複製到<JRE_HOME>libext目錄。再將win21com.dll複製到你的RS232應用程
序啟動並執行目錄，即user.dir。然後將javax.comm.properties複製到<JRE_HOME>lib目錄
。
通訊前的準備
如果你手頭上沒有現成的提供了標準RS232串口的裝置，你可以將自己的電腦類比成
兩台不同的串口裝置。通常電腦主機後面的面板提供了兩個9針的串口，請將這兩個串口
的2,3,5腳按前面介紹的方法串連。電子市場都有現成的串連頭賣，請不要買那種封裝的
嚴嚴實實的接頭，而要買用螺絲封裝可以拆開的串連頭，這樣可以方便自己根據需要連
接各個針腳。
Comm API基礎
我無意於在此詳細描述Comm API每個類和介面的用法，但我會介紹Comm API的類結
構和幾個重要的API用法。
所有的comm API位於javax.comm包下面。從Comm API的javadoc來看，它介紹給我們
的只有區區以下13個類或介面：
javax.comm.CommDriver
javax.comm.CommPort
javax.comm.ParallelPort
javax.comm.SerialPort
javax.comm.CommPortIdentifier
javax.comm.CommPortOwnershipListener
javax.comm.ParallelPortEvent
javax.comm.SerialPortEvent
javax.comm.ParallelPortEventListener (extends java.util.EventListener)
javax.comm.SerialPortEventListener (extends java.util.EventListener)
javax.comm.NoSuchPortException
javax.comm.PortInUseException
javax.comm.UnsupportedCommOperationException
下面講解一下幾個主要類或介面。
1.枚舉出系統所有的RS232連接埠
在開始使用RS232連接埠通訊之前，我們想知道系統有哪些連接埠是可用的，以下代碼列
出系統中所有可用的RS232連接埠:
Enumeration en = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
CommPortIdentifier portId;
while (en.hasMoreElements())
{
portId = (CommPortIdentifier) en.nextElement();
/*如果連接埠類型是串口，則列印出其連接埠資訊*/
if (portId.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL)
{
System.out.println(portId.getName());
}
}
在我的電腦上以上程式輸出以下結果：
COM1
COM2
CommPortIdentifier類的getPortIdentifiers方法可以找到系統所有的串口，每個
串口對應一個CommPortIdentifier類的執行個體。
2.開啟連接埠
如果你使用連接埠，必須先開啟它。
try{
CommPort serialPort = portId.open("My App", 60);
/* 從連接埠中讀取資料*/
InputStream input = serialPort.getInputStream();
input.read(...);
/* 往連接埠中寫資料*/
OutputStream output = serialPort.getOutputStream();
output.write(...)
...
}catch(PortInUseException ex)
{ ... }
通過CommPortIdentifier的open方法可以返回一個CommPort對象。open方法有兩個
參數，第一個是String，通常設定為你的應用程式的名字。第二個參數是時間，即開啟
連接埠逾時的毫秒數。當連接埠被另外的應用程式佔用時，將拋出PortInUseException異常
。
在這裡CommPortIdentifier類和CommPort類有什麼區別呢。其實它們兩者是一一對
應的關係。CommPortIdentifier主要負責連接埠的初始化和開啟，以及管理它們的佔有權
。而CommPort則是跟實際的輸入和輸出功能有關的。通過CommPort的getInputStream()
可以取得連接埠的輸入資料流，它是java.io.InputStream介面的一個執行個體。我們可以用標準的
InputStream的操作介面來讀取流中的資料，就像通過FileInputSteam讀取檔案的內容一
樣。相應的，CommPort的getOutputStream可以獲得連接埠的輸出資料流，這樣就可以往串口輸
出資料了。
3. 關閉連接埠
使用完的連接埠，必須記得將其關閉，這樣可以讓其它的程式有機會使用它，不然其
它程式使用該連接埠時可能會拋出連接埠正在使用中的錯誤。很奇怪的是，CommPortIdenti
fier類只提供了開啟連接埠的方法，而要關閉連接埠，則要調用CommPort類的close()方法。
通訊方式
CommPort的輸入資料流的讀取方式與檔案的輸入資料流有些不一樣，那就是你可能永遠不知
這個InputStream何時結束，除非對方的OutputStream向你發送了一個特定資料表示發送
結束，你收到這個特定字元後，再行關閉你的InputStream。而comm.jar提供了兩種靈活
的方式讓你讀取資料。
1. 輪詢方式(Polling)
舉個例子，你同GF相約一起出門去看電影，但你的GF好打扮，這一打扮可能就是半
小時甚至一小時以上。這時你就耐不住了，每兩分鐘就催問一次“好了沒。”，如此這
樣，直到你的GF說OK了才算完。這個就叫輪詢(Polling)。
在程式中，輪詢通常設計成一個封閉的迴圈，當滿足某個條件時即結束迴圈。剛才
那個例子中，你的GF說“OK了。”，這個就是結束你輪詢的條件。在單線程的程式中，
當迴圈一直執行某項任務而又無法預知它何時結束時，此時你的程式看起來可能就像死
機一樣。在VB程式中，這個問題可以用在迴圈結構中插入一個doEvent語句來解決。而J
ava中，最好的方式是使用線程，就像以下代碼片斷一樣。
public TestPort extend Thread
{
...
InputStream input = serialPort.getInputStream();
StringBuffer buf = new StringBuffer();
boolean stopped = false;
...
public void run()
{
try {
while( !stopped )
int ch = input.read();
if ( ch=="q" || ch=="Q" )
{
/* 結束讀取，關閉連接埠...*/
stopped = true;
...
}
else
{
buf.append((char)ch);
...
}
}catch (InterruptedException e) { }
}
}
2. 監聽方式(listening)
Comm API支援標準的Java Bean型的事件模型。也就是說，你可以使用類似AddXXXLi
stener這樣的方法為一個串口註冊自己的監聽器，以監聽方式進行資料讀取。
如要對連接埠監聽，你必須先取得CommPortIdentifier類的一個執行個體，
CommPort serialPort = portId.open("My App", 60);

從而取得SerialPort，再調用它的addEventListener方法為它添加監聽器，
serialPort.addEventListener(new MyPortListener());
SerialPort的監聽器必須繼承於SerialPortEventListener介面。當有任何SerialP
ort的事件發生時，將自動調用監聽器中的serialEvent方法。Serial Event有以下幾種
類型：
BI - 通訊中斷.
CD - 偵測載波.
CTS - 清除發送.
DATA_AVAILABLE - 有資料到達.
DSR - 資料裝置準備好.
FE - 幀錯誤.
OE - 溢位錯誤.
OUTPUT_BUFFER_EMPTY - 輸出緩衝區已清空.
PE - 同位錯.
RI - 　響鈴指示.
下面是一個監聽器的樣本，
public void MyPortListener implements SerialPortEventListener
{
public void serialEvent(SerialPortEvent evt)
{
switch (evt.getEventType())
{
case SerialPortEvent.CTS :
System.out.println("CTS event occured.");
break;
case SerialPortEvent.CD :
System.out.println("CD event occured.");
break;
case SerialPortEvent.BI :
System.out.println("BI event occured.");
break;
case SerialPortEvent.DSR :
System.out.println("DSR event occured.");
break;
case SerialPortEvent.FE :
System.out.println("FE event occured.");
break;
case SerialPortEvent.OE :
System.out.println("OE event occured.");
break;
case SerialPortEvent.PE :
System.out.println("PE event occured.");
break;
case SerialPortEvent.RI :
System.out.println("RI event occured.");
break;
case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY :
System.out.println("OUTPUT_BUFFER_EMPTY event occured.");
break;
case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE :
System.out.println("DATA_AVAILABLE event occured.");
int ch;
StringBuffer buf = new StringBuffer();
InputStream input = serialPort.getInputStream
try {
while ( (ch=input.read()) > 0) {
buf.append((char)ch);
}
System.out.print(buf);
} catch (IOException e) {}
break;
}
}
這個監聽器只是簡單列印每個發生的事件名稱。而對於大多數應用程式來說，通常
關心是DATA_AVAILABLE事件，當資料從外部裝置傳送到連接埠上來時將觸發此事件。此時
就可以使用前面提到過的方法，serialPort.getInputStream()來從InputStream中讀取
資料了。
完整的程式
為節省篇幅，本文只提供了一些代碼片斷來協助讀者來理解Comm API的用法。你可
以從Comm API的開發包中取得完整的可啟動並執行示範程式。請先下載了comm API的開發包
，解壓之後有一個名為Sample的目錄，裡面有幾個示範程式，分別是：
1) BlackBox: A Serial Port BlackBox application.
2) ParallelBlackBox: A Parallel Port BlackBox application
3) SerialDemo: A simpler SerialPort sample application
4) Simple: A very simple comm application
5) NullDriver: A template for driver writers. Can be used as the starting po
int
to write a driver for the Comm API.
6) porting: A template CommPortIdentifier java file for people interested
in porting the Comm API to a new platform.
其中，第1),3),4)是關於rs232通訊的示範程式。而其它的，2)是並行連接埠的示範程式。
5)和6)是開發自己的連接埠驅動程式的模板程式，有興趣的讀者可以自行研究。
　
　
【 在 rj
(rj)
的大作中提到: 】: 看看前幾天我發的 "人氣這麼低，發個javax.comm大家學習一下"
:
:
: Java(tm) communications API用於平台無關的通訊應用程式，如語音信箱，傳真，和電
: 子卡。
: 目錄結構如下：
: .interface javax.comm.CommDriver
: .class javax.comm.CommPort
: class javax.comm.ParallelPort
: class javax.comm.SerialPort
: .................（以下省略）