(19)Android 串口编程原理和实现方式(附源码)(2)
提到串口编程,就不得不提到JNI,不得不提到JavaAPI中的文件描述符类:FileDescriptor。下面我分别对JNI、FileDescriptor以及串口的一些知识点和实现的源码进行分析说明。这里主要是参考了开源项目android-serialport-api。
串口编程需要了解的基本知识点:对于串口编程,我们只需对串口进行一系列的设置,然后打开串口,这些操作我们可以参考串口调试助手的源码进行学习。在Java中如果要实现串口的读写功能只需操作文件设备类:FileDescriptor即可,其他的事都由驱动来完成不用多管!当然,你想了解,那就得看驱动代码了。这里并不打算对驱动进行说明,只初略阐述应用层的实现方式。
关于JNI的文章网上有很多,不再多做解释,想详细了解的朋友可以查看云中漫步的技术文章,写得很好,分析也很全面,那么在这篇拙文中我强调3点:
1、如何将编译好的SO文件打包到APK中?(方法很简单,直接在工程目录下新建文件夹 libs/armeabi,将SO文件Copy到此目录即可)
2、命名要注意的地方?(在编译好的SO文件中,将文件重命名为:libfilename.so即可。其中filename.so是编译好后生成的文件)
3、MakeFile文件的编写(不用多说,可以直接参考package/apps目录下用到JNI的相关项目写法)
int fd; speed_t speed; jobject mFileDescriptor; /* Check arguments */ { speed = getBaudrate(baudrate); if (speed == -1) { /* TODO: throw an exception */ LOGE("Invalid baudrate"); return NULL; } } /* Opening device */ { jboolean iscopy; const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy); LOGD("Opening serial port %s with flags 0x%x", path_utf, O_RDWR | flags); fd = open(path_utf, O_RDWR | flags); LOGD("open() fd = %d", fd); (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf); if (fd == -1) { /* Throw an exception */ LOGE("Cannot open port"); /* TODO: throw an exception */ return NULL; } } /* Configure device */ { struct termios cfg; LOGD("Configuring serial port"); if (tcgetattr(fd, &cfg)) { LOGE("tcgetattr() failed"); close(fd); /* TODO: throw an exception */ return NULL; } cfmakeraw(&cfg); cfsetispeed(&cfg, speed); cfsetospeed(&cfg, speed); if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg)) { LOGE("tcsetattr() failed"); close(fd); /* TODO: throw an exception */ return NULL; } }
文件描述符类的实例用作与基础机器有关的某种结构的不透明句柄,该结构表示开放文件、开放套接字或者字节的另一个源或接收者。文件描述符的主要实际用途是创建一个包含该结构的FileInputStream 或FileOutputStream。这是API的描述,不太好理解,其实可简单的理解为:FileDescritor就是对一个文件进行读写。
(三)实现串口通信细节
1) 建工程:SerialDemo包名:org.winplus.serial,并在工程目录下新建jni和libs两个文件夹和一个org.winplus.serial.utils,如下图:
2) 新建一个类:SerialPortFinder,添加如下代码:
package org.winplus.serial.utils; import java.io.File; import java.io.FileReader; import java.io.IOException; import java.io.LineNumberReader; import java.util.Iterator; import java.util.Vector; import android.util.Log; public class SerialPortFinder { private static final String TAG = "SerialPort"; private Vector
上面这个类在“android-serialport-api串口工具测试随笔”中有详细的说明,我就不多说了。
3)新建SerialPort类,这个类主要用来加载SO文件,通过JNI的方式打开关闭串口
package org.winplus.serial.utils; import java.io.File; import java.io.FileDescriptor; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import android.util.Log; public class SerialPort { private static final String TAG = "SerialPort"; /* * Do not remove or rename the field mFd: it is used by native method * close(); */ private FileDescriptor mFd; private FileInputStream mFileInputStream; private FileOutputStream mFileOutputStream; public SerialPort(File device, int baudrate, int flags) throws SecurityException, IOException { /* Check access permission */ if (!device.canRead() || !device.canWrite()) { try { /* Missing read/write permission, trying to chmod the file */ Process su; su = Runtime.getRuntime().exec("/system/bin/su"); String cmd = "chmod 666 " + device.getAbsolutePath() + "n" + "exitn"; su.getOutputStream().write(cmd.getBytes()); if ((su.waitFor() != 0) || !device.canRead() || !device.canWrite()) { throw new SecurityException(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new SecurityException(); } } mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags); if (mFd == null) { Log.e(TAG, "native open returns null"); throw new IOException(); } mFileInputStream = new FileInputStream(mFd); mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd); } // Getters and setters public InputStream getInputStream() { return mFileInputStream; } public OutputStream getOutputStream() { return mFileOutputStream; } // JNI private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate, int flags); public native void close(); static { System.loadLibrary("serial_port"); } }
4) 新建一个MyApplication 继承android.app.Application,用来对串口进行初始化和关闭串口
package org.winplus.serial; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.security.InvalidParameterException; import org.winplus.serial.utils.SerialPort; import org.winplus.serial.utils.SerialPortFinder; import android.content.SharedPreferences; public class MyApplication extends android.app.Application { public SerialPortFinder mSerialPortFinder = new SerialPortFinder(); private SerialPort mSerialPort = null; public SerialPort getSerialPort() throws SecurityException, IOException, InvalidParameterException { if (mSerialPort == null) { /* Read serial port parameters */ SharedPreferences sp = getSharedPreferences("android_serialport_api.sample_preferences", MODE_PRIVATE); String path = sp.getString("DEVICE", ""); int baudrate = Integer.decode(sp.getString("BAUDRATE", "-1")); /* Check parameters */ if ( (path.length() == 0) || (baudrate == -1)) { throw new InvalidParameterException(); } /* Open the serial port */ mSerialPort = new SerialPort(new File(path), baudrate, 0); } return mSerialPort; } public void closeSerialPort() { if (mSerialPort != null) { mSerialPort.close(); mSerialPort = null; } } }
5) 新建一个继承抽象的Activity类,主要用于读取串口的信息
package org.winplus.serial; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.security.InvalidParameterException; import org.winplus.serial.utils.SerialPort; import android.app.Activity; import android.app.AlertDialog; import android.content.DialogInterface; import android.content.DialogInterface.OnClickListener; import android.os.Bundle; public abstract class SerialPortActivity extends Activity { protected MyApplication mApplication; protected SerialPort mSerialPort; protected OutputStream mOutputStream; private InputStream mInputStream; private ReadThread mReadThread; private class ReadThread extends Thread { @Override public void run() { super.run(); while (!isInterrupted()) { int size; try { byte[] buffer = new byte[64]; if (mInputStream == null) return; /** * 这里的read要尤其注意,它会一直等待数据,等到天荒地老,海枯石烂。如果要判断是否接受完成,只有设置结束标识,或作其他特殊的处理。 */ size = mInputStream.read(buffer); if (size > 0) { onDataReceived(buffer, size); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); return; } } } } private void DisplayError(int resourceId) { AlertDialog.Builder b = new AlertDialog.Builder(this); b.setTitle("Error"); b.setMessage(resourceId); b.setPositiveButton("OK", new OnClickListener() { public void onClick(DialogInterface dialog, int which) { SerialPortActivity.this.finish(); } }); b.show(); } @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); mApplication = (MyApplication) getApplication(); try { mSerialPort = mApplication.getSerialPort(); mOutputStream = mSerialPort.getOutputStream(); mInputStream = mSerialPort.getInputStream(); /* Create a receiving thread */ mReadThread = new ReadThread(); mReadThread.start(); } catch (SecurityException e) { DisplayError(R.string.error_security); } catch (IOException e) { DisplayError(R.string.error_unknown); } catch (InvalidParameterException e) { DisplayError(R.string.error_configuration); } } protected abstract void onDataReceived(final byte[] buffer, final int size); @Override protected void onDestroy() { if (mReadThread != null) mReadThread.interrupt(); mApplication.closeSerialPort(); mSerialPort = null; super.onDestroy(); } }
6)编写string.xml 以及baudrates.xml文件
在baudrates.xml文件中添加
7)开始编写界面了:在main.xml布局文件中添加两个编辑框,一个用来发送命令,一个用来接收命令:
package org.winplus.serial; import java.io.IOException; import android.os.Bundle; import android.view.KeyEvent; import android.widget.EditText; import android.widget.TextView; import android.widget.TextView.OnEditorActionListener; public class SerialDemoActivity extends SerialPortActivity{ EditText mReception; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); // setTitle("Loopback test"); mReception = (EditText) findViewById(R.id.EditTextReception); EditText Emission = (EditText) findViewById(R.id.EditTextEmission); Emission.setOnEditorActionListener(new OnEditorActionListener() { public boolean onEditorAction(TextView v, int actionId, KeyEvent event) { int i; CharSequence t = v.getText(); char[] text = new char[t.length()]; for (i=0; i 写到这里,代码基本上写完了。下面就是要实现JNI层的功能了,要实现JNI,必须首先生成头文件,头文件的生成方式也很简单, 我们编译工程,在终端输入 javah org.winplus.serial.utils.SerialPort 则会生成头文件:org_winplus_serial_utils_SerialPort.h,这个头文件的名字可以随意命名。我们将它命名为:SerialPort.h拷贝到新建的目录jni中,新建SerialPort.c 文件,这两个文件的代码就不贴出来了。直接到上传的代码中看吧。 (四)串口的应用,可实现扫描头,指纹识别等外围USB转串口的特色应用。 还蛮繁琐的,以上只是对开源项目android-serialport-api 进行精简想了解此项目请点击此处!就这样吧,晚了准备见周公去! 源码下载地址==》 精心准备的串口编程资料,,欢迎下载==》
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