一、引言

最近摆弄了一段时间的Arduino，发现Arduino做一些电子类项目、监控、机器人、电子玩具比较容易，并且Arduino与.NET程序集成也不难。接下来介绍一个简单的小程序，C#做的一个Windows Form程序，通过.NET串口编程与Arduino通信，来控制LED灯的状态，以此演示C#与Arduino串口通信的方法。

二、功能演示

这个小程序功能极其简单，运行Windows Form程序，点击“开灯”单选框则点亮与Arduino相连的LED灯，点击“关灯”单选框则熄灭LED灯，图下2图所示：

三、实现机制

C#程序向Arduino使用的串口COM4（可通过操作系统的控制面板查看Arduino使用的串口号）输出命令字符：1—表示点亮，0—表示熄灭；
Arduino读取串口接收到的命令字符，如果读到的字符为1则向LED所在针脚pin 13输出高电平点亮LED灯，如果读到的字符为0则输出低电平熄灭LED灯。

四、开发环境

Arduino 1.0.5 IDE
Visual studio 2010

五、所需元件

Arduino UNO板1块（必需）
Arduino UNO板与电脑相连的USB线1根（必需）
LED灯1个（可选）
面包板1块（可选）
10K电阻1个（可选）
跳线2根（可选）

注：Arduino UNO板在pin 13自带了1个LED灯，可以用此灯代替单独的LED灯，所以面包板、LED灯等为可选元件。

六、元件连接

元件连接很简单：LED灯的正极与Arduino的数字针脚pin 13相连，电阻与LED串联，然后接回Arduino的GND，最后用USB线把Arduino板与电脑相连，如上图所示。

七、C#实现代码

创建一个Windows Form，拖放2个单选框，编写Windows Form后台代码，利用.NET的SerialPort类进行串口操作：

 1 public partial class Form1 : Form
 2     {
 3         SerialPort port;
 4 
 5         public Form1()
 6         {
 7             InitializeComponent();
 8 
 9             this.FormClosed += new FormClosedEventHandler(Form1_FormClosed);
10 
11             if (port == null)
12             {
13                 //COM4为Arduino使用的串口号，需根据实际情况调整
14                 port = new SerialPort("COM4", 9600);
15                 port.Open();
16             }
17         }
18 
19         void Form1_FormClosed(object sender, FormClosedEventArgs e)
20         {
21             if (port != null && port.IsOpen)
22             {
23                 port.Close();
24             }
25         }        
26 
27         //点亮
28         private void rbOpen_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
29         {
30             if (this.rbOpen.Checked)
31             {
32                 PortWrite("1");
33             }
34         }
35 
36         //熄灭
37         private void rbClose_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
38         {
39             if (this.rbClose.Checked)
40             {
41                 PortWrite("0");
42             }
43         }
44 
45         //向串口输出命令字符
46         private void PortWrite(string message)
47         {
48             if (port != null && port.IsOpen)
49             {
50                 port.Write(message);
51                 //port.WriteLine(message);
52             }
53         }
54     }

八、Arduino Sketch代码

读取串口接收到的字符，并根据字符向pin 13输出高电平或低电平，对LED灯进行点亮或熄灭控制：

const int LedPin = 13;
int ledState = 0;

void setup()
{ 
  pinMode(LedPin, OUTPUT);
  
  Serial.begin(9600);  
}

void loop()
{ 
    char receiveVal;   
   
    if(Serial.available() > 0)
    {        
        receiveVal = Serial.read();
        
       if(receiveVal == \'1\')    
          ledState = 1;   
       else
          ledState = 0;     
    }   
      
    digitalWrite(LedPin, ledState); 
      
    delay(50);    
}

九、总结

本文通过一个简单的例子，演示了C#与Arduino通过串口通信来控制LED灯状态的机制，总共几十行代码就搞定，体现了Arduino开发简单的宗旨。当然本例子只实现了C#程序向Arduino发数据的单向通信，真实的系统还可根据需要实现Arduino向C#发送数据的双向通信。

Arduino与.NET两者集成可以发挥两个平台的长处：Arduino擅长控制硬件设备与各类传感器；而.NET则拥有强大的数据处理能力、通信功能、以及美观的程序界面。当然，通过USB线实现Arduino与PC之间的串口通信，由于需要与PC连线且USB线的长度往往有限，所以这些因素制约了其应用。但是，Arduino与PC之间还有其他的通信方式，比如以太网线、Wifi、蓝牙等，极大的提高了Arduino的应用范围。

写文章真的比较耗时间，所以一直就不怎么喜欢写文章。今天就写到这，后面有时间的话会陆陆续续写一些关于Arduino应用与开发等各个方面的文章。

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C#与Arduino通过串口通信来控制LED灯的状态