描述

描述

.NET Core 3.0 剛剛在 2019 年 1 月發(fā)布了預(yù)覽版。正如微軟在他們的文檔中所說，Linux 現(xiàn)在支持 System.IO.Ports.SerialPort。我迫不及待地想用它弄臟我的手。在本文中，我將向您展示如何使用 System.IO.Ports.SerialPort 進(jìn)行串行讀/寫，以及如何在 Windows 上構(gòu)建源代碼并在 linux-arm (Raspbian) 上運(yùn)行二進(jìn)制文件。

筆記

• 在我寫這篇文章的時候，.NET Core和System.IO.Ports已經(jīng)處于預(yù)覽階段，當(dāng)你閱讀這篇文章時，請檢查是否有任何新版本。使用最新的穩(wěn)定版本運(yùn)行您的代碼。
• 我在 Windows 10 上構(gòu)建和測試本文的代碼，并在 Raspberry Pi Raspbian 中運(yùn)行它們。如果您使用 Mac/Linux 作為開發(fā)機(jī)器，SerialPort 庫也應(yīng)該可以工作。

開發(fā)設(shè)置

1. 在您的開發(fā)機(jī)器上下載并安裝.NET Core 3.0 SDK（非運(yùn)行時）。安裝后，打開終端，輸入dotnet --version. 您應(yīng)該會看到像 3.0.x 這樣的 dotnet 版本。

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2. 安裝Visual Studio Code作為 C# 代碼編輯器。然后安裝C# 擴(kuò)展。

3. 在樹莓派上安裝.NET Core。如果你想在開發(fā)機(jī)器上構(gòu)建 C# 代碼并在 PI 上運(yùn)行二進(jìn)制文件，你只需要安裝.NET Runtime. 如果要在 PI 上構(gòu)建和運(yùn)行源代碼，則需要安裝.NET SDK其中還包括 .Net Runtime。請注意，您應(yīng)該linux arm32為您的 PI 使用構(gòu)建。為簡單起見，我將向您展示如何在 PI 上安裝 .NET Core SDK：

# in raspberry pi terminal
sudo apt-get update
# install .net core dependencies
sudo apt-get install curl libunwind8 gettext
cd ~
# download .net core 3.0
wget 
mkdir -p $HOME/dotnet && tar vzxf dotnet-sdk-3.0.100-preview-010184-linux-arm.tar.gz -C $HOME/dotnet
echo "export PATH=$PATH:$HOME/dotnet" >> ~/.bashrc
echo "export DOTNET_ROOT=$HOME/dotnet" >> ~/.bashrc
export PATH=$PATH:$HOME/dotnet
export DOTNET_ROOT=$HOME/dotnet

安裝后，使用 dotnet --info 進(jìn)行驗證。你應(yīng)該看到這樣的安裝信息：

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4. 準(zhǔn)備任何啟用串行功能的設(shè)備以接收和發(fā)送串行消息。對我來說，這是一個 Arduino Uno。

你好串行端口

設(shè)置好開發(fā)工具后，讓我們從一個簡單的 C# 項目開始我們的旅程，該項目將打印所有可用的串行端口。

在您的開發(fā)機(jī)器上，使用以下命令啟動一個 dotnet 項目：

mkdir hello-serialport && cd hello-serialport
dotnet new console
dotnet add package System.IO.Ports --version 4.6.0-preview.19073.11

打開program.cs文件，將內(nèi)容替換為以下代碼：

using System;
using System.IO.Ports;
namespace hello_serialport
{ 
   class Program    {        
      static void Main(string[] args)        {             // Get a list of serial port names.             string[] ports = SerialPort.GetPortNames();             Console.WriteLine("The following serial ports were found:");             // Display each port name to the console.             foreach(string port in ports)             {                 Console.WriteLine(port);             }             Console.ReadLine();        }    }}

鍵入dotnet run以在開發(fā)機(jī)器上運(yùn)行代碼。

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要為 RPi 構(gòu)建項目，請運(yùn)行：

dotnet publish -r linux-arm --self-contained false

然后轉(zhuǎn)到{your_project_root}\bin\Debug\netcoreapp3.0\linux-arm，將文件夾復(fù)制publish 到您的 PI。在 Pi 上，轉(zhuǎn)到發(fā)布文件夾，運(yùn)行：

chmod +x hello-serialport
./hello-serialport

您的 hello-serialport 正在 Rapsberry Pi 上運(yùn)行！

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.NET Core 應(yīng)用程序部署

在 hello serialport 項目中，我們在 windows 上進(jìn)行開發(fā)，構(gòu)建 linux-arm 二進(jìn)制文件，然后在 raspberry pi 上運(yùn)行二進(jìn)制文件。根據(jù)微軟的文檔，我們剛剛制作了一個依賴于框架的可執(zhí)行文件（FDE），這意味著該可執(zhí)行文件只能在安裝了正確版本的 .NET Core Runtime 的樹莓派上運(yùn)行。

您可以通過參考以下文檔來玩不同類型的部署：

• .NET Core 應(yīng)用程序部署
• 使用 CLI 發(fā)布 .NET Core 應(yīng)用
• .NET Core RID 目錄

串行讀取

打開 Arduino IDE，轉(zhuǎn)到 File-->Examples-->03.Analog-->AnalogInOutSerial 并將其上傳到 Arduino。在此處粘貼代碼：

/*
 Analog input, analog output, serial output
 Reads an analog input pin, maps the result to a range from 0 to 255 and uses
 the result to set the pulse width modulation (PWM) of an output pin.
 Also prints the results to the Serial Monitor.
 The circuit:
 - potentiometer connected to analog pin 0.
   Center pin of the potentiometer goes to the analog pin.
   side pins of the potentiometer go to +5V and ground
 - LED connected from digital pin 9 to ground
 created 29 Dec. 2008
 modified 9 Apr 2012
 by Tom Igoe
 This example code is in the public domain.
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInOutSerial
*/
  
const int analogInPin = A0;  // Analog input pin that the potentiometer is attached to
const int analogOutPin = 9; // Analog output pin that the LED is attached to
int sensorValue = 0;        // value read from the pot
int outputValue = 0;        // value output to the PWM (analog out)
void setup() {
 // initialize serial communications at 9600 bps:
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 // read the analog in value:
 sensorValue = analogRead(analogInPin);
 // map it to the range of the analog out:
 outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);
 // change the analog out value:
 analogWrite(analogOutPin, outputValue);
 // print the results to the Serial Monitor:
 Serial.print("sensor = ");
 Serial.print(sensorValue);
 Serial.print("\t output = ");
 Serial.println(outputValue);
 // wait 2 milliseconds before the next loop for the analog-to-digital
 // converter to settle after the last reading:
 delay(2);
}

該程序不斷發(fā)出模擬引腳的讀數(shù)。讓我們編寫一個 C# 程序來讀取消息：

using System;
using System.IO.Ports;
namespace serial_read
{
class Program
{
  static SerialPort _serialPort;
  static void Main(string[] args)
  {
    Console.Write("Port no: ");
    string port = Console.ReadLine();
    Console.Write("baudrate: ");
    string baudrate = Console.ReadLine();
    // Create a new SerialPort on port COM7
    _serialPort = new SerialPort(port, int.Parse(baudrate));
    // Set the read/write timeouts
    _serialPort.ReadTimeout = 1500;
    _serialPort.WriteTimeout = 1500;
    _serialPort.Open();
    while (true)
    {
      Read();
    }
    _serialPort.Close();
  }

  public static void Read()
  {
    try
    {
      string message = _serialPort.ReadLine();
      Console.WriteLine(message);
    }
    catch (TimeoutException) { }
  }
}
}

在 Raspberry Pi 上構(gòu)建并運(yùn)行：

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值得一提的是 SerialPort.ReadLine() 是一種阻塞方法。如果您不希望主線程被阻塞，請使用多線程。

請參考微軟提供的例子來學(xué)習(xí)如何進(jìn)行串行寫入和多線程。系列活動也是值得探索的好東西。

進(jìn)一步的工作

• ASP.NET Core 從 .NET Core v1 開始可用。通過結(jié)合 SerialPort API 和 ASP.NET，我們可以構(gòu)建一個 Web UI 來控制一些設(shè)備，比如移動機(jī)器人。
• Microsoft 開源了WPF和WinForms ，它們都將從 .NET Core 3.0 開始提供。有一天，我們可以安全地將舊的 Windows 桌面串行應(yīng)用程序移植到所有平臺，甚至可以在 Raspberry Pi 上編寫一個 winForm 串行通信應(yīng)用程序！

參考

[1] 在 Raspberry Pi 上安裝 .NET Core 2.x SDK 并使用 System.Device.Gpio 閃爍 LED。