/*
串口通信：
1、由PC机通过串行口向单片机发送数据，这个数据是存放在单片机的接收缓冲器SBUF中的；
2、单片机将串行口中的数据存放在一个临时变量中；
3、单片机将存放在临时变量中的数据发送到发送缓冲器SBUF中，在PC机上显示。
*/

#include <reg52.h>
 
#define u16 unsigned int
#define u8 unsigned char
     
// 串行口通信初始化函数
void StartInit()
{
    /*
    1、确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）：因为串行口中断是由定时器T1决定的，
    所以，低四位全部为0，高四位中，GATE=0，C/T非=0，选择工作方式1（8位的自动重装载），即M1M0=10
    所以是：00100000，转成十六进制数是：0x20
    */
    TMOD=0x20;
     
    /*
    2、计算T1的初值，装载TH1、TL1：使用工具生成，设置参数，定时器方式：方式2；晶振频率：12Mhz；
    波特率：4800；SMOD：波特率倍增位，1，即增加1倍；计算结果是：F3H
    所以TH1=0xF3，TL1=0xF3，自动重装载
    */
    TH1=0xF3;
    TL1=0xF3;
     
    /*
    PCON：与串行口工作相关的参数，只有一位SMOD（最高位），在串行口方式1、方式2、方式3时，
    波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。复位时，SMOD=0，
    这里波特率提高一倍，所以SMOD=1，即10000000，转成十六进制数字是：0x80
    */
    PCON=0x80;
     
    /*
    4、启动T1（编程TCON中的TR1位）：TR1=1时，定时器T1才开始启动
    */
    TR1=1;
     
    /*
    5、确定串行口控制（编程SCON寄存器）：选择工作方式1（10位异步收发器，8位数据，1位起始位，1位停止位），
    所以SM0=0，SM1=1；不需要RB8控制RI的激活（就是为了简单），设置SM2=0（SM2是多机通信控制位）；
    REN，允许串行接收位，启动串行口接收数据，REN=1；
    TB8，RB8，TI，RI均为0（看资料），所以是：01010000，转成十六进制数是：0x50
    */
    SCON=0x50; 
     
    /*
    6、中断位的开启，总中断允许位EA=1；串行口中断允许位ES=1
    */
    EA=1;
    ES=1;
}
 
// 主函数
void main()
{
	StartInit(); 		// 串行口通信初始化
    while(1);      		// 等待数据的发送和接收
}
 
// 发送或接收完一帧数据引起中断，串行口中断函数
void Start() interrupt 4
{
    u8 receiveData;     // 用一个变量存放数据
    receiveData=SBUF;   // 从单片机的接收缓冲器中获取数据
    RI=0;   			// 当数据接收完成后，由内部硬件将RI置1，所以这里需要把RI置0，等待下一次继续接收数据
    SBUF=receiveData;   // 把变量中的数据放到发送缓冲器中，向PC机发送数据
    while(!TI);			// 当数据发送完成后（即串行口在发送停止位时，由内部硬件将TI置1，所以数据发送完成时TI=1）
    TI=0;   			// 数据发送完成时，要将TI置0，等待下一次继续发送数据
}

package com.lvshitech.java51;

import gnu.io.CommPort;
import gnu.io.CommPortIdentifier;
import gnu.io.NoSuchPortException;
import gnu.io.PortInUseException;
import gnu.io.SerialPort;
import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;

public class Tools {
	/*类方法 不可改变 不接受继承
	 * 扫描获取可用的串口
	 * 将可用串口添加至list并保存至list
	 */
	@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
	public static final ArrayList<String> uartPortUseAblefind() {
		//获取当前所有可用串口 
		//由CommPortIdentifier类提供方法
		Enumeration<CommPortIdentifier> portList=CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
		ArrayList<String> portNameList=new ArrayList();
		//添加并返回ArrayList
		while(portList.hasMoreElements()) {
			String portName=portList.nextElement().getName();
			portNameList.add(portName); 
		}
		return portNameList;
	}

	/*
	 * 串口常见设置
	 * 1)打开串口
	 * 2)设置波特率 根据单板机的需求可以设置为57600 ...
	 * 3)判断端口设备是否为串口设备
	 * 4)端口是否占用
	 * 5)对以上条件进行check以后返回一个串口设置对象new UARTParameterSetup()
	 * 6)return:返回一个SerialPort一个实例对象，若判定该com口是串口则进行参数配置
	 *   若不是则返回SerialPort对象为null
	 */
	public static final SerialPort portParameterOpen(String portName,int baudrate) {
		SerialPort serialPort=null;
		try {  //通过端口名识别串口
			CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(portName);
			//打开端口并设置端口名字 serialPort和超时时间 2000ms
			CommPort commPort=portIdentifier.open(portName,1000);
			//进一步判断comm端口是否是串口 instanceof
			if(commPort instanceof SerialPort) {
				System.out.println("该COM端口是串口！串口名称是：" + portName);
				//进一步强制类型转换
				serialPort=(SerialPort)commPort;
				//设置baudrate 此处需要注意:波特率只能允许是int型 对于57600足够
				//8位数据位
				//1位停止位
				//无奇偶校验
				serialPort.setSerialPortParams(baudrate, SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE);
				//串口配制完成 log
				System.out.println("串口参数设置已完成，波特率为"+baudrate+",数据位8bits,停止位1位,无奇偶校验");
			} else {	//不是串口
				System.out.println("该com端口不是串口,请检查设备!");
				//将com端口设置为null 默认是null不需要操作
			}

		} catch (NoSuchPortException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (PortInUseException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (UnsupportedCommOperationException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return serialPort;      
	}

	/*
	 * 串口数据发送以及数据传输作为一个类
	 * 该类做主要实现对数据包的传输至下单板机
	 */

	/*
	 * 上位机往单板机通过串口发送数据
	 * 串口对象 seriesPort 
	 * 数据帧:dataPackage
	 * 发送的标志:数据未发送成功抛出一个异常
	 */
	public static void uartSendDatatoSerialPort(SerialPort serialPort,byte[] dataPackage) {
		OutputStream out=null;
		try {
			out=serialPort.getOutputStream();
			out.write(dataPackage);
			out.flush();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			//关闭输出流
			if(out!=null) {
				try {
					out.close();
					out=null;
					//System.out.println("数据已发送完毕!");
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}   
			}
		}           
	}
	
	/*
	 * 上位机接收数据
	 * 串口对象seriesPort
	 * 接收数据buffer
	 * 返回一个byte数组
	 */
	public  static  byte[] uartReceiveDatafromSingleChipMachine(SerialPort serialPort) {
		byte[] receiveDataPackage=null;
		InputStream in=null;
		try {
			in=serialPort.getInputStream();
			// 获取data buffer数据长度
			int bufferLength=in.available();
			while(bufferLength!=0) {
				receiveDataPackage=new byte[bufferLength];
				in.read(receiveDataPackage);
				bufferLength=in.available();

			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return receiveDataPackage;
	}   

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// 打开串口
		SerialPort serialPort = portParameterOpen("COM3", 4800);
		// 要发送的数据
		String dataSend = "【Java和51单片机串口通信测试，我能吞下玻璃而不伤身体！】";
		
		int i=1;
		while(true) {
			// 发送数据到单片机
			byte []datByte = dataSend.getBytes();
			uartSendDatatoSerialPort(serialPort, datByte);
			System.out.println("-------------------------------------------------------");
			System.out.println((i++) + ". 发送到串口的数据：" + dataSend);
			
			// 休眠300ms，等待单片机反应
			Thread.sleep(500);
			
			// 从单片机接收到的数据
			byte[] dat = uartReceiveDatafromSingleChipMachine(serialPort);
			if(dat != null && dat.length > 0) {
				String dataReceive = new String(dat, "GB2312");
				System.out.println((i++) + ". 从串口接收的数据：" + dataReceive);
			} else {
				System.out.println("接收到的数据为空！");
			}
		}
		
	}
}