0 引子

在采样速率要求不高的情况下（粗略计算，以串口最大115200的传输速率，也即～14K byte/s计，则采样频率应该小于7K，加上其他额外的开销，在16位单片机上，采样速率应该小于5K左右），使用串口进行实时数据采集的方案是比较简单易行的。因为，各类编程语言或开发环境都有对串口编程的支持。在windows平台上，早期的Visual Studio 6环境下，即可以使用Win32 API实现串口编程，也可以使用微软提供的MSComm控件来实现，到了2005年微软推出.NET 2.0后，直接加入了一非常好用的串口控件——SerialPort，在System.IO.Ports名字空间下。

另外一个问题便是数据采集后的绘图显示，无论是基于MFC的GDI或是基于.NET的GDI+，虽然都可以方便的实现绘图功能，但程序设计量大（如坐标，刻度，多条曲线，多个窗口，屏幕推移等功能），还要处理一些如双缓冲的技术（在.NET的非精简版本中，绘图API中已经自动包含了双缓冲功能），多数第三方控件厂商都推出了五花八门，各具特色的绘图控件，使用起来非常方便，但却要花费一定的成本，对于学生或小的实验项目而言，只好望而却步。而开源绘图控件——ZedGraph即可让开发者深入的学习各类GDI+编程技巧，又提供了可与大多数高价的第三方控件相媲美的强大功能。

1 SerialPort简介

SerialPort类用于控制串行端口文件资源。SerialPort类提供同步I/O和事件驱动的I/O、对管脚和中断状态的访问以及对串行驱动程序属性的访问。另外，SerialPort类的功能可以包装在内部Stream对象中，可通过BaseStream属性访问，并且可以传递给包装或使用流的类。

下面列举其一些常用的属性、方法及事件：

• 属性

  • BaudRate——串口数据传输波特率设置

  • DataBits——每个字节的标准数据位长度

• 方法

  • GetPortNames()——获取当前计算机的串行端口名称数组

  • Open()——打开一个新的串行端口连接

• 事件

  • DataReceived——表示将处理 SerialPort 对象的数据接收事件的方法

2 ZedGraph简介

ZedGraph是一个非常优秀的开源的作图控件

来源：http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=114675

例子资源：http://zedgraph.org/wiki/index.php?title=Sample_Graphs

3 系统实现

3.1系统框图

3.2关键代码

1 初始化ZedGraph控件

void zedGraphInit()

{

GraphPane myPane = dataChart.GraphPane;

// 设置坐标名称

myPane.Title.Text = "串口测试数据";

myPane.XAxis.Title.Text = "点数";

myPane.YAxis.Title.Text = "原始采样值";

//将曲线加入绘图框中

list1 = new PointPairList();

myPane.AddCurve("Data", list1, Color.Red, SymbolType.None);

//更新绘图区域

dataChart.AxisChange();

}

2. 查看系统中存在的串口

//获取系统中存在的串口列表

string[] portsArray = SerialPort.GetPortNames();

//按名称排序（COM11或排在COM2的前面，对串口数目超过10的系统，需要改进）

Array.Sort<string>(portsArray);

//将串口列表添加到下拉框中

foreach (string port in portsArray)

{

    comboBoxPortName.Items.Add(port);

}

3. 打开串口

操作前需要进行一些必要的判断，如串口是否存在，或是否已经被打开

comPort.Open();

4. 开始监听串口

//清除缓存

comPort.DiscardInBuffer();

//开启串口数据监听，由comPort_DataReceived处理数据

comPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(comPort_DataReceived);

5. 数据解析

//将2个字节做为一个点

byte[] pointBytes = onePoint.ToArray();

//16进制转换成short数据类型（16位）

point = BitConverter.ToUInt16(pointBytes, 0);

//触发单点收到数据事件

pointComing(this, new EventArgs());

6. 绘图

//移动坐标轴

if (dataCount > range)

{

    dataChart.GraphPane.XAxis.Scale.Min = dataCount - range;

    dataChart.GraphPane.XAxis.Scale.Max = dataCount + 25;

}

//将单片加入曲线点列表

list1.Add(dataCount, point);

//更新坐标轴，重新绘制图形区域

dataChart.AxisChange();

dataChart.Invalidate();

7. 保存数据

使用TextWriter类，可以方便的进行TXT文件的读写。

//首先声明TextWriter对象

TextWriter dataWriter;

//用当前的时间做为文件名

string newFileName = @"datas\" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh-mm-ss") + ".txt";

//初始化TextWriter对象

dataWriter = File.CreateText(newFileName);

//将一点写入TXT文件中

dataWriter.WriteLine(point);