Visual Studio Express: C# ติดต่อโลกภายนอกด้วย SerialPort Class

ถึงแม้ว่าคอมพิวเตอร์จะพัฒนาไปไกล จนถึงระดับ 64 บิตแล้วก็ตาม สิ่งหนึ่งที่ยังเป็นที่นิยม ยังมีใช้อยู่ทั่วไปก็คือ พอร์ตอนุกรม โดยเฉพาะในโลก Embedded system แล้ว หากคุณต้องการที่จะรับส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ภายนอก และโปรแกรมภายในคอมพิวเตอร์แล้ว พอร์ตอนุกรม หรือ Serial Port ก็ยังเป็นที่นิยมอยู่ ด้วยความที่มันติดต่อกันในรูปแบบที่ไม่ซับซ้อน สามารถเข้าใจได้ง่าย ช่วยให้งานจบได้เร็ว จึงทำให้ทุกวันนี้ เรายังพบเห็นโปรแกรมที่รับส่งข้อมูลทางพอร์ตอนุกรมอยู่ ถึงแม้่ว่าคอมพิวเตอร์บางเครื่องจะไม่มีพอร์ตอนุกรมแล้วก็ตาม เราก็ยังสามารถที่จะใช้ตัวแปลง USB to Serial ทำงานได้เหมือนๆ กัน

วันนี้เรามาเขียนโปรแกรมรับส่งข้อมูลทางพอร์ตอนุกรมกันครับ โดยผมจะเขียน application เพื่อรับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ กับ ไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านทาง Serial Port โดยมีเงือนไขดังนี้

MCU ทำการส่งข้อมูลออกไป โดยมีรูปแบบดังนี้ #ADC1,ADC2,ADC3* โดยเราให้

# แสดงการเริ่มต้นส่งข้อมูล
ADCx ค่าอนาล๊อกที่อ่านได้จากช่อง Analog input ของ MCU มีค่าอยู่ระหว่าง 0-1023
* แสดงจุดสิ้นสุดข้อมูล

ซึ่ง Visual C# จะรับข้อมูลแล้วไปประมวลผลตามที่เราออกแบบไว้ จากนั้น Visual C# สามารถส่งข้อมูลออกไปหาที่ตัว MCU ได้ด้วยรูปแบบดังนี้ #Button1,Button2,Button3* โดยเราให้

# แสดงการเริ่มต้นส่งข้อมูล
Buttonx แสดงค่าสถานะการกดปุ่ม 0:ปุ่มไม่ถูกกด, 1:ปุ่มถูกกด
* แสดงจุดสิ้นสุดข้อมูล

ผมออกแบบหน้าต่างฟอร์มแบบนี้ครับ

ในส่วนของโค๊ด

เริ่มจากเราต้อง using System.IO.Ports; เพื่อจะสร้างออปเจค serial port จาก class SerialPort เมื่อเราได้ using เข้ามาแล้ว เราจึงสามารถทีจะสร้างออปเจคได้

serial = new SerialPort(comportComboBox.SelectedItem.ToString(), 9600, Parity.None, 8, StopBits.One);

เราทำการเพิ่ม event handler ให้กับออปเจค เพื่อจะแยกโค๊ดไปเขียนการรับค่าทาง serial port

serial.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(serial_DataReceived); // พิมพ์ serial.DataReceived += แล้่วกด Tab 2 ครั้ง โปรแกรม Visual C# ide เขาจะสร้าง method serial_DataReceived ให้อัตโนมัติ

แล้วผมก็เขียนโค๊ดจัดการการรับข้อมูลใน event handler นี้

void serial_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)

        {

            string d = serial.ReadLine();

            int intBegin = d.IndexOf("#");

            int intEnd = d.IndexOf("*");

            int length = intEnd - (intBegin+1);

            char[] ch = { ','};

            raw = d;

            data = d.Substring(intBegin + 1, length).Split(ch);

            this.BeginInvoke(new updateAnalogLabel(updateLabel));

        }

ส่วนการอัพเดทตัวเลขที่ได้รับมาไปที่ control ต่างๆบนฟอร์มนั้น เราต้องอาศัย delegate พังก์ชั่นจัดการในส่วนนี้ เพราะในระหว่างที่รับข้อมูลอยู๋นั้น มันไม่มีส่วนไหนของโปรแกรมไปอัพเดทข้อมูลบนฟอร์มเลย เราจึงต้องพึง delegate เพื่อทำ callback ฟังก์ชั่น

private delegate void updateAnalogLabel();

        private void updateLabel()

        {

            analog1Label.Text = data[0];

            analog2Label.Text = data[1];

            analog3Label.Text = data[2];

            serialRecieveTextBox.AppendText(raw);

        }

ในส่วนของการส่งข้อมูลออกจากโปรแกรมไปทาง serial port ที่เราได้ตกลงกันไว้คือ โปรแกรม C# จะทำการส่งสถานะการกดปุ่มบนฟอร์ม เพื่อไปบอกให้ MCU ขับหลอด LED

private void sendStateButton()

        {

            string s = "#" + Convert.ToInt32(stateButton1).ToString() + "," + Convert.ToInt32(stateButton2).ToString() + "," + Convert.ToInt32(stateButton3).ToString() + "*";

            if (serial != null)

            {

                if (serial.IsOpen)

                {

                    serial.Write(s);

                }

            }

        }