淺談Android串列埠通訊SerialPort原理

2022-09-08 18:04:54

前言

通過前面這篇文章Android串列埠通訊SerialPort的使用詳情已經基本掌握了串列埠的使用，那麼不經想問自己，到底什麼才是串列埠通訊呢？串列埠通訊(Serial Communication),裝置與裝置之間，通過輸入線(RXD)，輸出線(TXD)，地線(GND)，按位元進行傳輸資料的一種通訊方式。CPU 和序列裝置間的編碼轉換器（轉換器（converter）是指將一種訊號轉換成另一種訊號的裝置。訊號是資訊存在的形式或載體。在自動化儀表裝置和自動控制系統中，常將一種訊號轉換成另一種與標準量或參考量比較後的訊號，以便將兩類儀表聯接起來，因此，轉換器常常是兩個儀表（或裝置）間的中間環節。）。當資料從 CPU 經過串列埠傳送出去時，位元組資料轉換為序列的位；在接收資料時，序列的位被轉換為位元組資料。串列埠通訊最重要的引數是波特率、資料位、停止位和奇偶校驗。對於兩個進行通行的埠，這些引數必須匹；

一、名詞解釋

1.波特率：用來表示通訊速度的引數，它表示每秒鐘傳送的 bit 的個數；
2.資料位：通訊中資料位的引數；
3.停止位：表示單個包的最後一位，停止位不僅僅是表示傳輸的結束，並且提供上位機正時鐘同步的機會；
4.校驗位：串列埠通訊中一種簡單的檢錯方式（偶校驗[2]、奇校驗[1]、無校驗[0]）；

二、SerialPort的函數分析

谷歌為開發者提供了一個串列埠通訊的工具類SerialPort，其中SerialPort中有8個函數，其中有7個是公共方法提供給使用者呼叫；

1）public static void setSuPath(String suPath)用於設定 su 路徑預設的路徑 /system/bin/su，(一般不會使用)

2）static String getSuPath()用於獲取su路徑(一般不會使用)

3）public InputStream getInputStream()獲取輸入流；通過此方法可以獲取裝置向上位機傳送過來的資料。

4）public OutputStream getOutputStream()獲取輸出流；通過此方法可以向裝置傳送操作指令。

5）public native void close(); 關閉串列埠；通過此方法關閉串列埠。

6）public static Builder newBuilder(File device, int baudrate)

7）public static Builder newBuilder(String devicePath, int baudrate)用於構建串列埠物件。

8） private native FileDescriptor open(String absolutePath, int baudrate, int dataBits, int parity, int stopBits, int flags);用於開啟串列埠通訊，私有的方法，開發者只需建立一個SerialPort物件，函數會自動呼叫。

三、SerialPort開啟串列埠的流程

1.通過Runtime，獲取當串列埠程序。
2.向Linux核心傳送一個"chmod 666 "指令設定串列埠程序的許可權。
3.通過JNI方法獲取檔案描述符物件。
4.通過檔案描述符物件獲取輸入輸出流。

四、疑惑

在上述的載入流程中，不禁有一個疑問，為什麼SerialPort中的open()、close()函數都用native去修飾，不用不行麼？

於是我從open()入手，open返回一個物件叫FileDescriptor(檔案描述符)，那麼這個類有什麼作用呢？

於是我開啟了FileDescriptor，註釋是這麼描述的：檔案描述符類的範例充當底層特定於機器的結構的不透明控制程式碼，該結構表示開啟的檔案、開啟的通訊端或另一個位元組源或匯。檔案描述符的主要實際用途是建立一個FileInputStream或FileOutputStream來包含它。應用程式不應該建立自己的檔案描述符。