欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

Android Virtual Device与串口调试助手间进行收发数据通信 博客分类: Android androidjni

程序员文章站 2024-03-02 10:17:04
...
实现目标:Android Virtual Device与串口调试助手间进行收发数据通信

1、代码分析
   AVD串口通信程序主要参考google的开源串口类android-serialport-api,关于串口操作主要有:(1)打开串口;(2)读串口;(3)写串口;(4)关闭串口。在本demo中,只有一个Activity,其中包含了打开串口,读写串口的操作,打开串口等操作用到了JNI,使得Java可以调用C语言写成的库。

1.1 MainActivity.java,主要包含打开串口按钮,返回文件输入输出流,发送和接收按钮,并将接收和发送的内容在EditText显示

package com.charles.uart;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Toast;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG=MainActivity.class.getSimpleName();   //log信息

    private Button btOpen;
    private Button btSend;
    private Button btRec;
    private EditText mSend;
    private EditText mReception;

    SerialPort sp;

    FileInputStream mInputStream;
    FileOutputStream mOutputStream;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //初始化钮以及文本显示
        btOpen= (Button) findViewById(R.id.button);
        btSend= (Button) findViewById(R.id.button2);
        btRec= (Button) findViewById(R.id.button3);
        mSend= (EditText) findViewById(R.id.editText);
        mReception= (EditText) findViewById(R.id.editText2);
        Log.i(TAG,"钮以及文本显示初始化完成");

        //点击打开串口
        btOpen.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                Log.i(TAG,"点击了打开按钮");

                /*
                * 打开串口,返回文件输入输出流
                * */
                sp=new SerialPort(new File("/dev/ttyS1"),9600);

                mInputStream= (FileInputStream) sp.getInputStream();
                mOutputStream= (FileOutputStream) sp.getOutputStream();

                Toast.makeText(getApplicationContext(),"open",Toast.LENGTH_SHORT).show();

            }
        });

        //点击发送
        btSend.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                Log.i(TAG,"点击了发送钮");

                try {
                    //获取发送数据
                    String send=mSend.getText().toString();

                    //将获取的数据发出
                    mOutputStream.write(send.getBytes());
                    mOutputStream.write('\\n');
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    return;
                }

                Toast.makeText(getApplicationContext(),"send",Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });

        //点击接收
        btRec.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                Log.i(TAG,"点击了接收钮");

                int size;

                //存储接收数据
                byte[] buffer=new byte[64];

                if (mInputStream==null){
                    Log.i(TAG,"没接收到数据,返回");
                    return;
                }

                //如果接收到数据
                try {
                    size=mInputStream.read(buffer);     //读取接收数据

                    if (size>0){
                        onDataReceived(buffer,size);        //如果读取的数据不为空,将读取的数据显示在EditText
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    return;
                }
            }
        });
    }

    void onDataReceived(final byte[] buffer,final int size){
        runOnUiThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                if (mReception!=null){
                    mReception.append(new String(buffer,0,size));
                }
            }
        });
    }
}



1.2 SerialPort.java类,主要调用JNI打开串口,返回文件输入输出流

package com.charles.uart;

import android.util.Log;

import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

/**
* Created by charles.wang_cp on 2016/11/29.
*/

public class SerialPort {

    static {
            System.loadLibrary("serialport");
        }

    private FileInputStream mFileInputStream;
    private FileOutputStream mFileOutputStream;

    private FileDescriptor mFd;


    public SerialPort(File device,int baudrate){

        if (!device.canWrite()||!device.canWrite()){
            return;                                   //如果节点无读写权限
        }

        //打开串口,并获取文件输入输出流
        mFd=open(device.getAbsolutePath(),baudrate);
   
     mFileInputStream=new FileInputStream(mFd);
        mFileOutputStream=new FileOutputStream(mFd);

    }


    //获取文件输入输出流
    public InputStream getInputStream(){return mFileInputStream;}
    public OutputStream getOutputStream(){return mFileOutputStream;}

    //调用JNI打开串口
    private native static FileDescriptor open(String path,int baudrate);
}


1.3 调用JNI打开串口
1.3.1 调用JNI时,请确保NDK已经配置好,在local.properties中有SDK和NDK的配置路径
1.3.2 注意:
SerialPort中添加的native open方法:此处会有Cannot resolve corresponding JNI function java_com_charles_uart_SerialPort_open,可以先不用理会
1.3.3 编译生成字节码文件
Build->Make Project,执行这一步为了验证工程中无其他错误,并生成.class字节码文件,生成的字节码文件位于工程目录下的
build\\intermediates\\classes\\debug文件夹下

1.3.4 使用Javah生成头文件
打开cmd进入工程main目录下:
D:\\AndroidProjet\\HelloJni01\\app\\src\\main>javah -d jni -classpath D:\\Users\\charle
s.wang_cp\\AppData\\Local\\Android\\sdk\\platforms\\android-25\\android.jar;..\\..\\build
\\intermediates\\classes\\debug com.charles.uart.SerialPort

注意:此处的android-25根据工程的compile SDK API来选择,执行此命令后会生成jni文件夹以及对应有包名的头文件.h

1.3.5在jni文件夹下创建jni.c文件,并编辑c源代码,注意要区分创建.c还是.cpp文件,如果创建成.cpp,而编辑的是.c源代码,那么可能编译时会有语法错误,C源代码中的方法来自com_charles_uart_SerialPort.h中的定义

jni.c源代码
//
// Created by charles.wang_cp on 2016/11/29.
//

#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <jni.h>

#include "android/log.h"
static const char *TAG="serial_port";
#define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  TAG, fmt, ##args)
#define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)
#define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)

static speed_t getBaudrate(jint baudrate){
    switch(baudrate) {
      case 0: return B0;
      case 50: return B50;
      case 75: return B75;
      case 110: return B110;
      case 134: return B134;
      case 150: return B150;
      case 200: return B200;
      case 300: return B300;
      case 600: return B600;
      case 1200: return B1200;
      case 1800: return B1800;
      case 2400: return B2400;
      case 4800: return B4800;
      case 9600: return B9600;
      case 19200: return B19200;
      case 38400: return B38400;
      case 57600: return B57600;
      case 115200: return B115200;
      case 230400: return B230400;
      case 460800: return B460800;
      case 500000: return B500000;
      case 576000: return B576000;
      case 921600: return B921600;
      case 1000000: return B1000000;
      case 1152000: return B1152000;
      case 1500000: return B1500000;
      case 2000000: return B2000000;
      case 2500000: return B2500000;
      case 3000000: return B3000000;
      case 3500000: return B3500000;
      case 4000000: return B4000000;
      default: return -1;
      }
}


/*
*Class:com_charles_uart_SerialPort
*Method:open
*Signature: (Ljava/lang/String;I)Ljava/io/FileDescriptor
*/

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_charles_uart_SerialPort_open
  (JNIEnv *env, jclass thiz, jstring path, jint baudrate){

      int fd;
      speed_t speed;
      jobject mFileDescriptor;

      /*check arguments*/
      {
          speed=getBaudrate(baudrate);
          if (speed == -1) {
            /* TODO: throw an exception */
            LOGE("Invalid baudrate");
            return NULL;
          }
      }

      /*opening device*/
          {
              jboolean iscopy;
              const char *path_utf=(*env)->GetStringUTFChars(env,path,&iscopy);
              LOGD("Opening serial port %s", path_utf);
              fd = open(path_utf, O_RDWR);
              LOGD("open() fd = %d", fd);
              (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);
              if (fd == -1)
              {
              /* Throw an exception */
              LOGE("Cannot open port");
              /* TODO: throw an exception */
              return NULL;
              }
          }


      /*configure device*/
          {
              struct termios cfg;
              LOGD("Configuring serial port");
              if (tcgetattr(fd, &cfg))
              {
              LOGE("tcgetattr() failed");
              close(fd);
              /* TODO: throw an exception */
               return NULL;
              }

              cfmakeraw(&cfg);
              cfsetispeed(&cfg, speed);
              cfsetospeed(&cfg, speed);

              if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))
              {
              LOGE("tcsetattr() failed");
              close(fd);
              /* TODO: throw an exception */
              return NULL;
              }
          }


      /*create a corresponding file descriptor*/
          {
               jclass cFileDescriptor = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");
               jmethodID iFileDescriptor = (*env)->GetMethodID(env, cFileDescriptor, "<init>", "()V");
              jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, cFileDescriptor, "descriptor", "I");
               mFileDescriptor = (*env)->NewObject(env, cFileDescriptor, iFileDescriptor);
               (*env)->SetIntField(env, mFileDescriptor, descriptorID, (jint)fd);
          }

          return mFileDescriptor;


}



1.3.6 配置gradle.properties文件以及build.gradle文件
首先在gradle.properties中末尾添加:android.useDeprecatedNdk=true
然后在build.gradle中添加如下配置


1.3.7 Build->Rebuild Project
这一步编译代码将生成.so文件,生成路径在\build\intermediates\ndk\lib文件夹下

2、创建AVD
2.1 Tools->Android->AVD Manager->Create Virtual Device 创建Android Virtual Device
注意:Nexus 在Marshmallow模式的system image下,每次Activity启动和退出时,log都会打印出未知错误
如图为创建成功的avd1和avd2

2.2 启动AVD,并且为AVD设置串口COM,本demo中为AVD设置COM2

2.3 获取节点权限,否则将不能对串口进行读写操作
//获取root权限
>adb root
//查看串口节点
>ls -l ttyS*
//修改系统属性
>chown root:root ttyS*
//节点获得读写可执行权限
>chmod 777 ttyS*
//关闭Selinux
>setenforce 0


3、AVD与串口调试助手进行串口通信
3.1 将串口通信程序apk安装到avd2

3.2 打开串口调试助手,并将串口设置为COM1,波特率为9600(串口程序设置为9600)

3.3 AVD点击“打开串口”
3.4 输入发送数据,例如:Zesusis,点击“发送”,在串口调试助手接收端可以看到接收的数据

3.5 点击“接收”,再在串口调试助手端写好要发送的数据,例如:2016,在AVD端可以看到接收的数据

至此,说明Android与串口调试助手间的串口通信调试成功。
相关标签: android jni