医用仪器软件设计 课件 第5、6章 打包解包小工具设计实验、串口通信小工具设计实验

第五章打包解包小工具设计实验工业和信息化部“十四五”规划教材医用仪器软件设计—基于WinForm01实验内容实验内容学习PCT通信协议及C#中的部分控件，如标签控件(Label)、文本框控件(TextBox)和按钮控件(Button)等。设计一个打包解包小工具，在文本框中输入模块ID、二级ID及6字节数据后，通过“打包”按钮实现打包操作，并将打包结果显示在打包结果显示区。另外，还可以根据用户输入的10字节待解包数据，通过“解包”按钮实现解包操作，并将解包结果显示在解包结果显示区。02实验原理

从机常作为执行单元，用于处理一些具体的事务，而主机(如Windows、Linux、Android和emWin平台等)常用于与从机进行交互，向从机发送命令，或处理来自从机的数据。PCT通信协议PCT通信协议格式在主机与从机的通信过程中，主机和从机有一个共同的模块，即打包解包模块(PackUnpack),该模块遵循某种通信协议。通信协议有很多种，本实验采用的PCT通信协议由本书作者设计，该协议可由C、C++、C#、Java等编程语言实现。打包后的PCT通信协议的数据包格式如图5-3所示。PCT通信协议格式PCT通信协议规定：(1)数据包由1字节模块ID+1字节数据头+1字节二级ID+6字节数据+1字节校验和构成，共10字节。(2)数据包中有6个数据，每个数据为1字节。(3)模块ID的最高位bit7固定为0。(4)模块ID的取值范围为0x00～0x7F,最多有128种类型。PCT通信协议格式(5)数据头的最高位bit7固定为1,数据头的低7位按照从低位到高位的顺序，依次存放二级ID的最高位bit7、数据1～数据6的最高位bit7。(6)校验和的低7位为模块ID+数据头+二级ID+数据1+数据2+…+数据6求和的结果(取低7位)。(7)二级I、数据1～数据6及校验和的最高位bit7固定为1。注意，并不是说二级ID、数据1～数据6和校验和只有7位，而是在打包后，它们的低7位位置不变，最高位均位于数据头中，因此，依然还是8位。

第1步，准备原始数据，原始数据由模块ID(0x00～0x7F)、二级ID、数据1～数据6组成，如图5-4所示。

如图1-12所示，单击选中button1,在“属性”标签页第2步，依次取出二级ID、数据1～数据6的最高位bit7,将其存放于数据头的低7位。中将Text修改为ClickMe,button1按钮显示的文本将改变。PCT通信协议打包过程

第3步，对模块ID、数据头、二级ID、数据1～数据6的低7位求和，取求和结果的低7位，将其存放于校验和的低7位，如图5-6所示。

第4步，将数据头、二级ID、数据1～数据6及校验和的最高位置1,如图5-7所示。PCT通信协议打包过程

PCT通信协议解包过程第1步，准备解包前的数据包，原始数据包由模块ID、数据头、二级ID、数据1～数据6、校验和组成，如图5-8所示。

第2步，对模块ID、数据头、二级ID、数据1～数据6的低7位求和，如图5-9所示，取求和结果的低7位与数据包的校验和低7位对比，如果两个值的结果相等，则说明校验正确。PCT通信协议解包过程PCT通信协议解包过程数据头的最低位bitO与二级ID的低7位拼接之后作为最终的二级ID,数据头的bit1与数据1的低7位拼接之后作为最终的数据1,数据头的bit2与数据2的低7位拼接之后作为最终的数据2,以此类推，如图5-10所示。

图5-11所示即为解包后的结果，由模块ID、二级ID、数据1～数据6组成。其中，模块ID的取值范围为0x00～0x7F,二级ID和数据的取值范围为0x00～0xFF。PCT通信协议解包过程打包解包小工具设计框图如图5-12所示。设计框图PackUnpack.cs文件介绍本书资料包提供的PackUnpack.cs文件中包含PCT通信协议的C#语言实现代码，其中包含了4个API方法，分别为构造方法PackUnpack()、打包方法packData()、解包方法unpackData()及获得解包后的数据包方法getUnpackRslt(),如表5-1所示。

PackUnpackDemo项目的最终布局界面如图5-13所示。该界面主要用到3种控件，分别为Button、TextBox和Label。界面介绍

PackUnpackDemo项目的最终布局界面如图5-13所示。该界面主要用到3种控件，分别为Button、TextBox和Label。界面介绍03实验步骤首先，将本书配套资料包中的“Material\01.PackUnpackDemo\01.PackUnpackDemo”文件夹复制到“D:\WinFormTest”目录下。实验步骤复制基准项目将本书配套资料包中的“Material\01.PackUnpackDemo\StepByStep\PackUnpack.cs”文件复制到“D:\WinFormTest\01.PackUnpackDemo\PackUnpackDemo\PackUnpackDemo”目录下。添加PackUnpack.cs文件实验步骤双击打开MainForm.cs文件，PackUnpackDemo项目界面如图5-14所示，按照表5-3所示的控件说明为控件添加响应方法。添加控件的响应方法

双击打开MainForm.cs文件，PackUnpackDemo项目界面如图5-14所示，按照表5-3所示的控件说明为控件添加响应方法。实验步骤添加控件的响应方法在MainForm.cs文件的PackUnpackDemo类中，添加第3行代码实例化PackUnpack类。实验步骤完善MainForm.cs文件按F5键编译并运行程序，修改输入的裸数据，单击“打包”按钮。再将打包好的数据复制到待解包数据输入区，单击“解包”按钮，验证是否能还原为裸数据。编译运行验证程序第六章串口通信小工具设计实验工业和信息化部“十四五”规划教材医用仪器软件设计—基于WinForm01实验内容实验内容学习串口通信相关知识点，了解串口通信的过程，然后通过WinForm完成串口通信小工具的界面布局，设计出一个可实现串口通信的应用程序。02实验原理

串口是串行接口的简称，通常指COM接口。串口将数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单、成本低。串口通信的基本流程如图6-1所示。实验原理

动态链接库(DynamicLinkLibrary,DLL)是微软公司在Windows操作系统中实现共享函数库的一种方式，本实验用到的动态链接库的常用扩展名是.dll。Windows提供的DLL文件中包含了允许基于Windows程序在Windows环境下操作的许多函数，通常存放于计算机的“C:\Windows\System32”目录下。

SerialPort控件是.NET提供的对串口通信的支持功能，有关类放在命名空间System.IO.Ports中，其中最常用的是SerialPort类。通过创建一个SerialPort对象，就可以在程序中控制串口通信的全过程。实验原理

动态链接库SerialPort控件实验原理4.2节介绍了委托的一种用法。委托的另一种用法是在serialPort串口接收数据的过程中，利用this.invok解决多线程中跨线程调用主界面的问题。对于C#,默认不能在其他线程中访问非本线程创建的控件。在本实验中，需要将串口接收到的数据更新到主界面，主界面在主线程中实现，串口接收数据的功能在串口接收事件子线程中实现。这涉及跨线程调用的问题，需要使用委托，否则在运行时会报错，原因是不能跨线程直接访问主界面的控件。委托的另一种用法实验原理双击本书配套资料包“02.相关软件\VSPD”文件夹中的vspd.exe文件，在弹出的如图6-2所示的对话框中，单击OK按钮。虚拟串口实验原理如图6-3所示，单击Next按钮。如图6-4所示，选择Iaccepttheagreement,然后单击Next按钮。虚拟串口

在弹出的对话框中，设置安装路径，然后单击Next按钮，如图6-5所示。如图6-6所示，单击Next按钮。实验原理虚拟串口实验原理如图6-7所示，单击Next按钮。如图6-8所示，单击Install按钮。虚拟串口实验原理如图6-9所示，单击Finish按钮。虚拟串口

VirtualSerialPortDriver软件的用法如图6-10所示。先选择两个串口号，然后单击Addpair按钮，即可将这两个串口配置为一对虚拟串口。实验原理虚拟串口实验原理如图6-11所示，已成功创建一对虚拟串口。虚拟串口实验原理串口通信小工具的设计框图如图6-12所示。设计框图03实验步骤首先，将本书配套资料包中的“Material\02.SerialPortDemo\02.SerialPortDemo”文件夹复制到“D:\WinFormTest”目录下，然后双击SerialPortDemo.sln文件打开项目。实验步骤复制基准项目双击打开MainForm.cs文件，串口通信小工具界面如图6-15所示，按照表6-2所示的控件说明为控件添加响应方法。添加控件的响应方法实验步骤在MainForm.cs文件