本篇文章主要介绍MATLAB对串口的操作

文章目录

串口操作的整个流程：
配置和返回属性值
- 返回属性的值
- 设置属性的值
创建串口对象
连接设备
配置通讯参数
读写数据
断开连接

串口操作的整个流程：

建立串口对象–使用serial创建函数对一个特定的串口创建对象(可能要配置一些属性，如波特率、数据位数等)
对设备进行连接–使用fopen函数来实现串口对象与设备的连接。
配置属性–使用set或者 . 符号来建立想要的串口对象的行为属性值，可以再创建对象时或者是建立对象以后都可以堆属性进行配置
发送和接收数据–发送数据是通过函数fprintf和fwrite来实现的，接收数据是通过fgetl，fgets，fread，fscanf和readasync来实现的，串口对象此时的行为都是基于前面的属性配置的
断开连接和清空—使用fclose使串口断开连接，清空内存用delete函数，从MATLAB工作区删除，使用clear命令

配置和返回属性值

通过set函数和 . 符号来对属性值进行配置，使用get函数来获得属性值
首先通过

s=serial(‘端口号’)              例如：s=serial('COM1')

来创建一个串口对象

返回属性的值

通过get(s)来获取当前对象的串口属性值

get(s)
    ByteOrder = littleEndian
    BytesAvailable = 0
    BytesAvailableFcn = 
    BytesAvailableFcnCount = 48
    BytesAvailableFcnMode = terminator
    BytesToOutput = 0
    ErrorFcn = 
    InputBufferSize = 512
    Name = Serial-COM1
    ObjectVisibility = on
    OutputBufferSize = 512
    OutputEmptyFcn = 
    RecordDetail = compact
    RecordMode = overwrite
    RecordName = record.txt
    RecordStatus = off
    Status = closed
    Tag = 
    Timeout = 10
    TimerFcn = 
    TimerPeriod = 1
    TransferStatus = idle
    Type = serial
    UserData = []
    ValuesReceived = 0
    ValuesSent = 0

    SERIAL specific properties:
    BaudRate = 9600
    BreakInterruptFcn = 
    DataBits = 8
    DataTerminalReady = on
    FlowControl = none
    Parity = none
    PinStatus = [1x1 struct]
    PinStatusFcn = 
    Port = COM1
    ReadAsyncMode = continuous
    RequestToSend = on
    StopBits = 1
    Terminator = LF

获取单个属性的值，要把属性的名字提供给get函数：

 get(s,'Outputbuffersize')

ans =

	512

获取多个属性的值

get(s,{'Parity','Transferstatus'})

ans =

1×2 cell array

	'none'    'idle'

设置属性的值

通过使用set函数来设置属性的值：

set(s,'BaudRate',115200)

通过使用 . 符号来设置属性的值：

 s.BaudRate = 115200

通过使用set函数来

set(s,'BaudRate',115200,'Inputbuffersize',1024)

创建串口对象

使用下列语句创建串口对象

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s = serial('端口号')

如果端口号在使用中，或者不存在，则不能将端口号对应的设备连接到电脑上

也可以在创建对象的时候，配置对象的属性值

s = serial('port','BaudRate','9600','Parity','even')

如果分配了非法的属性名，这个对象不会被创建。如果分配了非法的值给某个属性，那么这个对象将会被创建，但是在使用fopen进行连接时，将会出现问题

连接设备

在开始使用串口对象来写和读数据之前，必须要使用serial函数中分配的串口来连接到设备。

使用fopen函数来创建对象

fopen(s)

串口属性在连接后就不能进行修改了，必须要使用fopen函数来连接之前就设置好

可以通过检查Status来确认这个串口对象是不是连接在设备上：

s.Status

ans =

	'open'

如下图所示，在设备和串口对象连接时，数据是可以被读写的：
在这里插入图片描述

配置通讯参数

在使用串口读写数据之前，串口对象和设备必须要有一致的通信设置。配置串口通信包含控制波特率和串口数据格式的一些特殊的属性值：

BaudRate：波特率
DataBits：数据位数
Parity：奇偶校验位
StopBits：停止位
Terminator：终结字符

读写数据

对MATLAB命令行的访问控制

通过指定读写操作是同步的还是异步的，可以控制对MATLAB命令行的访问。

如果是同步操作，就会阻碍对MATLAB命令行的访问，直到写数据操作完成。异步操作的不会阻碍命令行，在读写函数的执行过程中，可以执行附加的命令

由于串口有不同的读写引脚，因此可以同时读写数据，如下图所示
在这里插入图片描述

写数据

写数据涉及到的函数：

fprintf：写文字到设备
fwrite：写数据到设备
stopasync：停止异步读写操作

写数据所涉及的属性：

ByteToOutput：当前数据缓存中的字节数
OutputBufferSize：输出缓存的大小(按字节算)
Timeout：完成一个读写操作的等待时间
TransferStatus：异步读取或写入操作的状态
ValuesSent：发送到设备上总的字节数

输出缓存和数据流

输出缓存时分配给串口对象的计算机内存，用来存储要写入设备的数据。当输出数据写入设备时，数据流分为以下两步：

通过写函数将指定的数据发送到输出数据缓存区
输出缓存内的数据发送到设备

OutputBufferSize属性指定了要存放在输出缓冲中的数据的最大字节数
BytesToOutput属性表明了现存在output buffer中数据的字节数

如果超过了output buffer的大小限制，就不能写入数据，错误发生
在这里插入图片描述

写文字数据

fprintf函数用来把文字数据写入到设备中

用法：

fprintf(s，'send data')

在默认情况下fprintf函数是同步写入，并且阻碍命令行访问，直到执行完毕。要想异步写入设备，可以在fprintf的字符串中的最后位指定为async：

fprintf(s，'send data'，'async')

异步操作不会阻碍对MATLAB命令行的访问，并且，当一个异步写操作在进行时：

可以执行一个异步读操作，因为串口有不同的针脚来完成读和写
可以使用所有支持的回调属性

fprintf写操作在下面条件之一发生时，就完成：

数据写入完成
Timeout属性指定的时间过了

写二进制数据

使用fwrite函数来写入二进制数据到设备中，写入二进制数据就是指写入数字值

在默认时，fwrite函数是同步操作。如果要使用异步，也需要在fwrite末尾部分添加async参数

读数据

读数据相关的函数：

fgetl：从设备中读取一行数据并丢弃终止符
fgets：从设备中读取一行数据并包括终止符
fread：从设备中读取二进制数据
fscanf：从设备中读取数据并格式化为文本
readasync：从设备中异步读取数据
stopasync：停止异步读和写操作

读数据相关的属性：

BytesAvailable：输入缓冲区中可用的字节数
InputBufferSize：输入缓冲区的大小，按字节算
ReadAsyncMode：指定异步读取操作为连续操作还是手动操作
Timeout：完成一个读写操作的等待时间
TransferStatus：异步读取或写入操作的状态
ValuesReceived：从设备中读取的值的总数量

输入缓存和数据流

输入缓存(Input Buffer)是串口对象分配的计算机内存，用来存储从设备读到的数据。当从设备读取数据时，数据流遵循以下两步：

从设备中读取的数据要存放到输入缓存中
输入缓存中的数据通过读操作函数将数据返回到MATLAB变量中

InputBufferSize属性指定了可以存放在输入缓存中的数据的最大字节数
BytesAvailable属性指定了存放在输入缓存中的，可以使用的数据的大小

在这里插入图片描述
对于读操作，并不知道从设备返回上来的数据的字节数。因此，需要在连接串口对象之前先给InputBufferSize属性配置一个足够大的值。

读文字数据

可以使用fgetl，fgets和fscanf函数来从设备上读取数据，并把数据按文字格式对待

在默认时，fscanf使用%c的格式来读取数据，因为许多串口设备返回的数据是基于文字格式的

可以用ValuesReceived属性来查看读到了多大的数据

同步和异步读操作：通过ReadAsyncMode属性，可以指定读操作采用同步或异步的方式。ReadAsyncMode属性值有continuous和manual。如果ReadAsyncMode是continuous(默认)，串口对象连续查询设备，看数据是否可读。如果数据可用，就被异步地输入到缓存中。要把输入缓存中的数据送到MATLAB中，用同步(阻塞)读函数来操作(fgetl或fscanf)。如果数据在输入缓存中可用，这些函数就可以将输入缓存中的值返回。如果ReadAsyncMode的值为manual，串口对象不连续查询设备。要异步读取数据，使用readasync函数。要把输入缓存中的数据送到MATLAB中，使用读函数来操作。

异步操作不阻塞命令行，在异步读取数据时，可以：

执行一个异步写操作，因为串口有不同的针脚来完成读和写
可以使用所有支持的回调属性

fscanf函数操作完成的规则：一个fscanf函数在读操作是将要阻塞对MATLAB命令行访问，直到：

使用Terminator属性指定的停止字
Timeout属性指定的超时时间到
达到了指定的读取数据的个数
输入缓存满了

读二进制数据

用fread函数来从设备读入二进制数据，这就代表这将传递数值给MATLAB

如果使用的是fgetl，fgets或fscanf函数，需要调用两次，因为每个值的后面都跟随了一个停止字，输入缓存中有两个停止字。如果使用了fread，只需要调用一次就可以把所有数据读取MATLAB中

断开连接

当不再使用串口对象时，要断开它和设备的连接，清空内存(delete(s))，并移除工作区(clear s)

fclose(s)
delete(s)
clear s

MATLAB串口操作