Android开发板之串口开发
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android开发板之串口开发相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
Android开发板之串口开发
简介
首先描述一下我的应用项目，它是一个简单的智能盒子，主要内容：是通过android开发板上的串口进行数据的读取操作，一块android开发板外接一个Arduino，再接一个传感器，当传感器上返回数据后在Arduino上进行编程处理，转换成Android程序想要的数据，再通过串口通信输入到Android程序中进行响应操作。
那说完用途，接下来说说这个具体的Android开发，Android的串口编程，在网上我们可以找到开源项目android-serialport-api，这个在github下载到：https://github.com/cepr/android-serialport-api(GITHUB的地址),有兴趣的可以下载源码做做研究。
由于android-serialport-api的代码的复杂，对于初学者不是很适合，所以我将串口开发的几个主要涉及到的知识点抽取出来，使大家易懂容易上手。
精华集锦：关于Android串口，简单的总结出主要的四部曲：打开串口，串口输入，串口输出，关闭串口。而串口有五个重要的参数：串口设备名，波特率，检验位，数据位，停止位，其中检验位一般默认位NONE,数据位一般默认为8，停止位默认为1，校验位是为了减少误差的会根据奇、偶进行补位操作，下面具体的和我一起来分解我的项目：
一、项目配置
首先，看一下项目结构：创建了一个jni和jniLibs的两个包文件夹，在AndroidStudio 下SO文件需要放在jniLibs下，将MK和C一些文件放在jni下。如图：
再就是，在main/Java下，创建android_serialport_api包，放入SerialPort.java文件，这个包名必须的是和jni包下的SerialPort.c中的函数名同步的，（这样做是为了保持与C函数中的方法名同步，如果不这样做你需要根据你自己建立的包的名字来更改SerialPort.c中的函数名，其实无所谓了）。
二、代码讲解
1、程序的入口activity类：
在这个类中，通过设置按钮配置，打开按钮打开串口，发送按钮点击向串口输出数据，实现了在串口TX和RX短接的情况下，模拟串口的读写数据。
package com.xkdx.serial_test;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.text.TextUtils;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import android_serialport_api.SerialPort;
public class MainActivity extends Activity
protected SerialPort mSerialPort;
protected InputStream mInputStream;
protected OutputStream mOutputStream;
private TextView text;
private String prot = "ttyS0";//串口号（具体的根据自己的串口号来配置）
private int baudrate = 9600;//波特率（可自行设定）
private static int i = 0;
private StringBuilder sb;
Handler handler = new Handler()
public void handleMessage(android.os.Message msg)
if (msg.what == 1)
text.setText(text.getText().toString().trim()+sb.toString());
;
private Thread receiveThread;
private Thread sendThread;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
sb = new StringBuilder();
text = (TextView) findViewById(R.id.text_receive);
//设置按钮事件
Button btn_set = (Button) findViewById(R.id.btn_set);
btn_set.setOnClickListener(new OnClickListener()
@Override
public void onClick(View v)
EditText et_prot = (EditText) findViewById(R.id.et_prot);
EditText et_num = (EditText) findViewById(R.id.et_num);
prot = TextUtils.isEmpty(et_prot.getText().toString().trim()) ? "ttyS0"
: et_prot.getText().toString().trim();
baudrate = Integer.parseInt(TextUtils.isEmpty(et_num.getText()
.toString().trim()) ? "9600" : et_num.getText()
.toString().trim());
);
//打开按钮事件
Button btn_open = (Button) findViewById(R.id.btn_open);
btn_open.setOnClickListener(new OnClickListener()
@Override
public void onClick(View v)
// 配置并打开串口
try
mSerialPort = new SerialPort(new File("/dev/" + prot), baudrate,
0);
mInputStream = mSerialPort.getInputStream();
mOutputStream = mSerialPort.getOutputStream();
receiveThread();
catch (SecurityException e)
e.printStackTrace();
catch (IOException e)
Log.i("test", "打开失败");
e.printStackTrace();
);
//发送按钮事件
Button btn_send = (Button) findViewById(R.id.btn_send);
btn_send.setOnClickListener(new OnClickListener()
@Override
public void onClick(View v)
// 发送串口信息
sendThread = new Thread()
@Override
public void run()
while (true)
try
i++;
mOutputStream.write(("1").getBytes());
Log.i("test", "发送成功:1" + i);
Thread.sleep(1000);
catch (Exception e)
Log.i("test", "发送失败");
e.printStackTrace();
;
sendThread.start();
);
//关闭按钮事件
Button btn_close = (Button) findViewById(R.id.btn_receive);
btn_receive.setOnClickListener(new OnClickListener()
@Override
public void onClick(View v)
closeSerialPort();
);
private void receiveThread()
// 接收串口信息
receiveThread = new Thread()
@Override
public void run()
while (true)
int size;
try
byte[] buffer = new byte[1024];
if (mInputStream == null)
return;
size = mInputStream.read(buffer);
if (size > 0)
String recinfo = new String(buffer, 0,
size);
Log.i("test", "接收到串口信息:" + recinfo);
sb.append(recinfo).append(",");
handler.sendEmptyMessage(1);
catch (IOException e)
e.printStackTrace();
;
receiveThread.start();
/**
* 关闭串口
*/
public void closeSerialPort()
if (mSerialPort != null)
mSerialPort.close();
if (mInputStream != null)
try
mInputStream.close();
catch (IOException e)
e.printStackTrace();
if (mOutputStream != null)
try
mOutputStream.close();
catch (IOException e)
e.printStackTrace();
2、在整个项目中SerialPort.Java是最重要的类，在这个类中完成了对串口权限的修改，通过jni调用底层C函数，实现串口的一系列操作。代码：
package android_serialport_api;
import android.util.Log;
import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
public class SerialPort
private static final String TAG = "SerialPort";
private FileDescriptor mFd;
private FileInputStream mFileInputStream;
private FileOutputStream mFileOutputStream;
public SerialPort(File device, int baudrate, int flags) throws SecurityException, IOException
//检查访问权限，如果没有读写权限，进行文件操作，修改文件访问权限
if (!device.canRead() || !device.canWrite())
try
//通过挂在到linux的方式，修改文件的操作权限
Process su = Runtime.getRuntime().exec("/system/bin/su");
//一般的都是/system/bin/su路径，有的也是/system/xbin/su
String cmd = "chmod 777 " + device.getAbsolutePath() + "\\n" + "exit\\n";
su.getOutputStream().write(cmd.getBytes());
if ((su.waitFor() != 0) || !device.canRead() || !device.canWrite())
throw new SecurityException();
catch (Exception e)
e.printStackTrace();
throw new SecurityException();
mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);
if (mFd == null)
Log.e(TAG, "native open returns null");
throw new IOException();
mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);
mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);
// Getters and setters
public InputStream getInputStream()
return mFileInputStream;
public OutputStream getOutputStream()
return mFileOutputStream;
// JNI(调用java本地接口，实现串口的打开和关闭)
/**
* @param path 串口设备的据对路径
* @param baudrate 波特率
* @param flags 校验位
*/
private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate, int flags);
public native void close();
static //加载jni下的C文件库
System.loadLibrary("serial_port");
3、再来看看SerialPort.c文件，在这个C文件中，主要实现了Open()和Close()方法的实现。
/*
* Copyright 2009-2011 Cedric Priscal
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <jni.h>
#include "SerialPort.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: android_serialport_SerialPort
* Method: open
* Signature: (Ljava/lang/String;II)Ljava/io/FileDescriptor;
*/
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_android_1serialport_1api_SerialPort_open
(JNIEnv *env, jclass thiz, jstring path, jint baudrate, jint flags)
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 with flags 0x%x", path_utf, O_RDWR | flags);
fd = open(path_utf, O_RDWR | flags);
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;
/*
* Class: cedric_serial_SerialPort
* Method: close
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_android_1serialport_1api_SerialPort_close
(JNIEnv *env, jobject thiz)
jclass SerialPortClass = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
jclass FileDescriptorClass = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");
jfieldID mFdID = (*env)->GetFieldID(env, SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;");
jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, FileDescriptorClass, "descriptor", "I");
jobject mFd = (*env)->GetObjectField(env, thiz, mFdID);
jint descriptor = (*env)->GetIntField(env, mFd, descriptorID);
LOGD("close(fd = %d)", descriptor);
close(descriptor);
4、Android.mk
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
TARGET_PLATFORM := android-3
LOCAL_MODULE := serial_port
LOCAL_SRC_FILES := SerialPort.c
LOCAL_LDLIBS := -llog
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 如果你要修改so文件的名称，请修改LOCAL_MODULE:= serial_port,主要的就是这些，还有其他的类就不一 一说了，打开一看就明白。
调试和总结：
在调试中如果大家没有串口硬件的话可以使用PC机+模拟器完成调试实验。具体操作方法：
1、打开cmd进入到android开发的sdk目录下的tools文件夹下；
2、执行命令emulator @（你自己的模拟器的名字） -qemu -serial COM3（COM3是你的PC的一个串口通过命令挂载到你的模拟器上，当然你也可以是COM1跟你电脑对应）；例：我的模拟器叫123，我给模拟器挂载的电脑上的串口是COM3，则执行：emulator @123 -qemu -serial COM3
这样你会看到模拟器已经启动，这时候你将程序部署上运行即可。
如果用程序打开串口，提示没有读写权限。应该在命令提示符下用linux命令赋予读写的权限： 进入shell：adb shell 进入设备目录：#cd dev 修改权限：#chmod 777 ttyS2即可。（这个我已经写入程序内，无需在添加，如果LOG日志打印显示无权限，那就只能你手动在执行一边，再解说以下这个进入shell,这个是adb shell,你的命令执行的目录下必须有adb shell.exe多的不解释了）
Demo截图：
下载地址：seriail_test串口测试代码
Demo运行操作说明：由于只是为测试程序的串口收发通过性，所以将串口的TX和DX短接，然后实现自发自收的功能。主要操作：首先你将串口的TX和DX短接后，在APP里面输入端口号和波特率，点击设置按钮，如果不进行设置，则默认端口为ttyS0,波特率为9600设置完后，点击打开按钮，去设置和打开串口，再去点击发送按钮，程序就进行自己发送信息了，默认内容为1；最后点击关闭则关闭串口，释放流对象。（Demo只是为测试代码的通过性，如果按照我描述的步骤走，不会有BUG,测试已通过）。
希望我的文章对你有一定的帮助，要是有实在解决不了的问题，请留言给我！如果你有什么好的分享也请留言给我！
以上是关于Android开发板之串口开发的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章