C# 如何在.NET中通过串行端口异步传输？

我正在编写一个程序来模拟通过串行端口传输数据的设备。为此，我在表单中创建了一个System.IO.Ports.SerialPort对象，并创建了一个System.Windows.Forms.Timer以指定频率进行传输。一切正常，除了当频率接近串行端口速度限制时，它开始锁定UI，并最终在发送数据以进行传输时变得无响应，传输速度超过端口数据速度。我的代码是：

private void OnSendTimerTick(object sender, EventArgs e)
{
    StringBuilder outputString = new StringBuilder("$", 51);
    //code to build the first output string
    SendingPort.WriteLine(outputString.ToString());
    outputString = new StringBuilder("$", 44);
    //code to build the second output string
    SendingPort.WriteLine(outputString.ToString());

    if (SendingPort.BytesToWrite > 100)
    {
        OnStartStopClicked(sender, e);
        MessageBox.Show("Warning: Sending buffer is overflowing!");
    }
}

我希望WriteLine函数是异步的——当端口在后台传输时立即返回。相反，OnSendTimerTick函数似乎是正确线程化的，但WriteLine似乎是在UI线程中运行的

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如何使串行端口以这种方式工作？在计时器中创建SerialPort对象似乎不是一个好主意，因为这样我就必须在每次计时器计时时打开和关闭它。

它只是部分异步的，它将立即返回，但只要您写入的字节适合串行端口驱动程序的传输缓冲区。当你用过多的数据淹没端口时，它会停止尖叫，比它传输的速度快。您可以使用SerialPort.BaseStream.BeginWrite（）方法使其真正异步。这不会使它更快，但会将瓶颈移到其他地方，可能会远离UI。

如果您创建了一个要写入的字符串队列，并且有一个后台线程从队列写入串行端口，则可以解决这一问题（UI的慢度）。如果采用这种方法，请注意队列的大小

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编辑：由于某些原因，我不能使用添加注释，所以我只编辑这个。BeginWrite的文档中有这样一句话：“流上BeginWrite的默认实现会同步调用Write方法，这意味着Write可能会阻塞某些流。”然后它继续排除文件流和网络流，但不排除SerialPort。我想您可以试试看。

如果您使用的是

System.Windows.Forms.Timer

，则计时器事件处理程序将在UI线程上执行。当

SynchronizingObject

设置为表单时，如果使用

System.Timers.Timer

，情况也是如此。如果串行端口缓冲区已满，线程必须等待，直到有足够的空间容纳要发送的新数据

我建议您使用

System.Threading.Timer

来完成此操作。在池线程上调用计时器回调，这意味着如果

WriteLine

必须等待，UI线程将不会锁定。如果执行此操作，则必须确保在任何时候只有一个线程执行计时器回调。否则，您可能会使数据混乱。最好的方法是将计时器设为一次性，并在每次回调结束时重新初始化：

const int TimerFrequency = 50;  // or whatever
System.Threading.Timer timer;

void InitTimer()
{
    timer = new System.Threading.Timer(TimerCallback, null, TimerFrequency, Timeout.Infinite);
}

void TimerCallback(object state)
{
    // do your stuff here
    // Now reset the timer
    timer.Change(TimerFrequency, Timeout.Infinite);
}

传递有效的

Timeout.Infinite

作为

period

参数可防止计时器成为周期计时器。相反，它只发射一次。每次发送后，

Timer.Change

会重新初始化计时器

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处理此问题的一个可能更好的方法是通过将

WriteBufferSize

设置为足够大的值来完全消除计时器。然后，您的程序可以将其所有数据转储到缓冲区中，并让

SerialPort

实例担心将数据通过线路运出。当然，这假设您可以创建一个足够大的缓冲区，以容纳您的程序试图发送的任何内容。

这是有道理的，但如果它是这样工作的，那么为什么在我检查SendingPort.BytesToWrite时，它没有检测到缓冲区的填充速度快于传输速度？因为您是在写入之后而不是之前检查它的？不太确定，如果相关的话，USB模拟器的驱动程序往往是不稳定的。我在这个问题上不够清楚，但被模拟的设备只是以给定的频率连续发送几个参数的更新。队列没有意义，因为如果传输速率快于端口速率，它就会无限增长。这就是我尝试检查缓冲区大小的原因——如果缓冲区增长，那么速率太快，发送器应该抛出错误并停止。