轻松掌握串行通信，玩转Android串口

2023-04-16 04:08:30

深入解析 Android 串口通信，开启物联网与嵌入式系统开发之旅

在物联网和嵌入式系统开发中，串行通信扮演着举足轻重的角色。它允许不同设备之间交换数据，实现信息的互联。而作为串行通信的重要组成部分，Android 串口通信技术备受关注。本文将深入浅出地解析串行通信原理，并提供 Android 串口通信实践指南，帮助你踏入物联网与嵌入式系统开发的大门。

串行通信原理大揭秘

什么是串行通信？

串行通信是一种数据传输方式，它将数据位一个接一个地发送和接收，具有传输速度快、成本低、抗干扰能力强等优点。

串行通信与并行通信

与串行通信相反，并行通信同时发送和接收数据位，传输速度更快，但成本更高，抗干扰能力较弱。

串行通信分类

根据时钟信号的同步与否，串行通信可分为：

同步串行： 数据发送和接收由时钟信号同步控制，可靠性高，但成本也较高。
异步串行： 数据发送和接收不需要时钟信号同步，成本较低，但可靠性不如同步串行。

串行通信协议

UART 协议：

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 是异步串行通信的常用协议，它将数据位一个接一个地发送和接收，并提供波特率、数据位、停止位和校验位等参数配置。

RS232 协议：

RS232 (Recommended Standard 232) 是一种串口通信标准，它定义了串口通信的物理层和电气层，包括引脚定义、信号电平、传输速率等。

RS485 协议：

RS485 (Recommended Standard 485) 是一种串行通信标准，它采用平衡差分传输方式，具有传输距离远、抗干扰能力强等优点，常用于工业控制和数据采集领域。

Android 串口通信实践

硬件准备：

Android 设备（支持 OTG 功能）
USB 转串口模块
杜邦线

连接设备：

将 USB 转串口模块与 Android 设备连接。
使用杜邦线将 USB 转串口模块的 TXD 引脚与 Android 设备的 RX 引脚连接。
将 USB 转串口模块的 RXD 引脚与 Android 设备的 TX 引脚连接。
将 USB 转串口模块的 GND 引脚与 Android 设备的 GND 引脚连接。

软件开发：

使用 Android Studio 创建一个新的项目。
添加必要的权限，如 USB 权限和串口权限。
引入 SerialPort 库进行串口通信。
编写应用程序代码，实现数据的发送和接收。

代码示例：

import android.hardware.usb.UsbDevice;
import android.hardware.usb.UsbDeviceConnection;
import android.hardware.usb.UsbManager;
import android.util.Log;

import com.hoho.android.usbserial.driver.UsbSerialPort;
import com.hoho.android.usbserial.driver.UsbSerialProber;

import java.io.IOException;

public class SerialPortManager {

    private static final String TAG = "SerialPortManager";

    private UsbManager usbManager;
    private UsbDevice usbDevice;
    private UsbDeviceConnection connection;
    private UsbSerialPort usbSerialPort;

    public void connect(UsbManager usbManager) {
        this.usbManager = usbManager;

        for (UsbDevice device : usbManager.getDeviceList().values()) {
            if (UsbSerialProber.probeSingleDevice(device).size() > 0) {
                usbDevice = device;
                break;
            }
        }

        if (usbDevice == null) {
            Log.e(TAG, "No USB device found");
            return;
        }

        connection = usbManager.openDevice(usbDevice);

        if (connection == null) {
            Log.e(TAG, "Failed to open device");
            return;
        }

        usbSerialPort = UsbSerialProber.findFirstPort(usbDevice);

        if (usbSerialPort == null) {
            Log.e(TAG, "No serial port found");
            return;
        }

        try {
            usbSerialPort.open(connection);
        } catch (IOException e) {
            Log.e(TAG, "Failed to open serial port", e);
            return;
        }
    }

    public void write(byte[] data) {
        try {
            usbSerialPort.write(data, 1000);
        } catch (IOException e) {
            Log.e(TAG, "Failed to write to serial port", e);
        }
    }

    public void read(byte[] buffer, int length) {
        try {
            usbSerialPort.read(buffer, length);
        } catch (IOException e) {
            Log.e(TAG, "Failed to read from serial port", e);
        }
    }

    public void close() {
        try {
            usbSerialPort.close();
            connection.close();
        } catch (IOException e) {
            Log.e(TAG, "Failed to close serial port", e);
        }
    }
}