VC++串口通讯编程详解

时间 2019-12-01 标签 vc 串口通讯编程详解

　　在Win32下，可使用两种编程方式实现串口通讯，其一是使用ActiveX控件，这种方法程序简单，但欠灵活。其二是调用Windows的API函数，这种方法能够清楚地掌握串口通讯的机制，而且自由灵活。下面是介绍的是关于API串口通讯内容。编程

　　串口的操做能够有两种操做方式：同步操做方式和重叠操做方式（又称为异步操做方式）。同步操做时，API函数会阻塞直到操做完成之后才能返回（在多线程方式中，虽然不会阻塞主线程，可是仍然会阻塞监听线程）；而重叠操做方式，API函数会当即返回，操做在后台进行，避免线程的阻塞。安全

　　可是不管那种操做方式，通常都会经过如下四个步骤来完成：多线程

　　（1）打开串口；app

　　（2）配置串口；异步

　　（3）读写串口；ide

　　（4）关闭串口；函数

　　 一、打开串口

　　Win32系统把文件的概念进行了扩展。不管是文件、通讯设备、命名管道、邮件槽、磁盘、仍是控制台，都是使用API函数CreateFile来打开或建立的。该函数的原型为：spa

 1 HANDLE CreateFile( 
 2 
 3 　　　　　　　　LPCTSTR lpFileName, //须要打开的串口逻辑名，如"COM3"　　　　　　　
 4　　
 5 　　　　　　　　DWORD dwDesiredAccess,//指定串口的访问类型，读、写或者是二者共存，读：GENERIC_READ、写：GENERIC_WRITE
 6 
 7 　　　　　　　　DWORD dwShareMode, //指定共享属性，可是串口不能共享，该参数必须为0
 8 
 9 　　　　　　　　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //引用安全性属性结构，缺省值为NULL
10 
11 　　　　　　　　DWORD dwCreationDistribution, //建立标志，对串口操做时该参数必须为OPEN_EXISTING
12 
13 　　　　　　　　DWORD dwFlagsAndAttributes, //属性描述，指定该串口是同步仍是异步，该值为FILE_FLAG_OVERLAPPED，表示使用异步的I/O；该值为0，表示同步I/O操做；
14 
15 　　　　　　　　HANDLE hTemplateFile//对串口来讲，该参数为NULL
16 
17 　　);

　　二、配置串口线程

在打开通信设备的句柄后，须要对串口进行一些初始化的配置。这就须要经过一个DCB结构来进行。DCB结构包含了如波特率、数据位数、奇偶校验和中止位数等信息。在查询或配置串口的属性时，都要用DCB结构来做为缓冲区。指针

通常在用CreateFile打开串口后，调用GetCommState函数来获取串口的初始配置。在要修改串口的配置时，应该先修改DCB结构，而后再调用SetCommState函数来设置串口。
　　DCB结构包含了串口的各项参数设置，下面仅介绍几个该结构经常使用的变量：

1 typedef struct _DCB{
2             DWORD BaudRate,//波特率：9600、115200等等
3             DWORD fParity,//指定奇偶校验，为1时，容许奇偶校验
4             BYTE ByteSize,//通讯字节位，4-8位
5             BYTE Parity,//指定奇偶校验的方法，EVENPARITY 偶校验、 NOPARITY 无校验、MARKPARITY 标记校验、ODDPARITY 奇校验
6             BYTE StopBits，//指定中止位的位数：ONESTOPBIT、ON 5STOPBITS、TWOSTOPBITS
7 }；

DCB结构

　　GetCommState函数能够获取COM口的设备控制块，从而获取相关参数，原型以下

1 BOOL GetCommState( 
2     HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄 
3     LPDCB lpDCB //指向一个设备控制块（DCB结构）的指针
4  );

　　SetCommState函数设置COM口的设备控制块，原型为：

1 BOOL SetCommState( 
2     HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
3     LPDCB lpDCB//指向一个设备控制块
4  );

　　咱们除了在DCB中的设置外，程序通常还须要设置I/O缓冲区的大小和超时。

　　Windows中用I/O缓冲区来暂存串口输入和输出的数据。若是通讯的速率较高，则应该设置较大的缓冲区。调用SetupComm函数能够设置串行口的输入和输出缓冲区的大小。原型以下：

1 BOOL SetupComm( 
2     HANDLE hFile, // 通讯设备的句柄 
3     DWORD dwInQueue, // 输入缓冲区的大小（字节数）
4     DWORD dwOutQueue // 输出缓冲区的大小（字节数）
5  );

　　在用ReadFile和WriteFile读写串行口时，须要考虑超时问题。

　　超时的做用是在指定的时间内没有读入或发送指定数量的字符，ReadFile或WriteFile的操做仍然会结束。要查询当前的超时设置应调用GetCommTimeouts函数，该函数会填充一个COMMTIMEOUTS结构。调SetCommTimeouts能够用某一个COMMTIMEOUTS结构的内容来设置超时。

　　读写串口的超时有两种：间隔超时和总超时。间隔超时是指在接收时两个字符之间的最大时延。总超时是指读写操做总共花费的最大时间。写操做只支持总超时，而读操做两种超时均支持。

　　用COMMTIMEOUTS结构能够规定读写操做的超时，原型以下：

1 typedef struct _COMMTIMEOUTS { 
2     DWORD ReadIntervalTimeout; //读间隔超时 
3     DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; //读时间系数 
4     DWORD ReadTotalTimeoutConstant; //读时间常量 
5     DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 写时间系数 
6     DWORD WriteTotalTimeoutConstant; //写时间常量 
7 } COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;

　　COMMTIMEOUTS结构的成员都以毫秒为单位。总超时的计算公式是：

总超时＝时间系数×要求读/写的字符数＋时间常量例如，要读入10个字符，那么读操做的总超时的计算公式为：

读总超时＝ReadTotalTimeoutMultiplier×10＋ReadTotalTimeoutConstant

能够看出：间隔超时和总超时的设置是不相关的，这能够方便通讯程序灵活地设置各类超时。

　　若是全部写超时参数均为0，那么就不使用写超时。若是ReadIntervalTimeout为0，那么就不使用读间隔超时。若是ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 都为0，则不使用读总超时。若是读间隔超时被设置成MAXDWORD而且读时间系数和读时间常量都为0，那么在读一次输入缓冲区的内容后读操做就当即返回，而不论是否读入了要求的字符。
　　在用重叠方式读写串口时，虽然ReadFile和WriteFile在完成操做之前就可能返回，但超时仍然是起做用的。在这种状况下，超时规定的是操做的完成时间，而不是ReadFile和WriteFile的返回时间。

　　配置串口的示例代码：

 1 SetupComm(hCom,1024,1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024
 2 COMMTIMEOUTS TimeOuts; //设定读超时
 3 TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;
 4 TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;
 5 TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000; //设定写超时
 6 TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500; 
 7 TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000; 
 8 SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时 DCB dcb; 
 9 GetCommState(hCom,&dcb); 
10 dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600 
11 dcb.ByteSize=8; //每一个字节有8位 
12 dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位 
13 dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个中止位
14 SetCommState(hCom,&dcb);
15 PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR); //清空缓冲区

　　在进行读写串口以前，还要用PurgeComm()函数清空缓冲区，该函数原型：

1 BOOL PurgeComm( 
2     HANDLE hFile, //串口句柄 
3     DWORD dwFlags // 须要完成的操做，PURGE_TXABORT 中断全部写操做并当即返回，即便写操做尚未完成； PURGE_RXABORT 中断全部读操做并当即返回，即便读操做尚未完成；PURGE_TXCLEAR 清除输出缓冲区 ；PURGE_RXCLEAR 清除输入缓冲区 
4 );

　　三、读写串口

咱们使用ReadFile和WriteFile读写串口，下面是两个函数的声明：

1 BOOL ReadFile( 
2     HANDLE hFile, //串口的句柄  
3     LPVOID lpBuffer// 读入的数据存储的地址，即读入的数据将存储在以该指针的值为首地址的一片内存区, 
4     DWORD nNumberOfBytesToRead, // 要读入的数据的字节数 
5     LPDWORD lpNumberOfBytesRead,// 指向一个DWORD数值，该数值返回读操做实际读入的字节数 
6     LPOVERLAPPED lpOverlapped  // 重叠操做时，该参数指向一个OVERLAPPED结构，同步操做时，该参数为NULL。 
7 );

　　写函数的声明原型：

1 BOOL WriteFile( 
2     HANDLE hFile, //串口的句柄
3     LPCVOID lpBuffer,   // 写入的数据存储的地址
4     DWORD nNumberOfBytesToWrite, //要写入的数据的字节数
5     LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // 指向指向一个DWORD数值，该数值返回实际写入的字节数 
6     LPOVERLAPPED lpOverlapped // 重叠操做时，该参数指向一个OVERLAPPED结构，同步操做时，该参数为NULL。 
7 );

　　ReadFile和WriteFile函数是同步仍是异步由CreateFile函数决定，若是在调用CreateFile建立句柄时指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED标志，那么调用ReadFile和WriteFile对该句柄进行的操做就应该是重叠的；若是未指定重叠标志，则读写操做应该是同步的。ReadFile和WriteFile函数的同步或者异步应该和CreateFile函数相一致。

　　在使用ReadFile 函数进行读操做前，应先使用ClearCommError函数清除错误。ClearCommError函数的原型以下：

1 BOOL ClearCommError( 
2     HANDLE hFile, // 串口句柄 
3     LPDWORD lpErrors, // 指向接收错误码的变量 
4     LPCOMSTAT lpStat // 指向通信状态缓冲区 
5 );

该函数得到通讯错误并报告串口的当前状态，同时，该函数清除串口的错误标志以便继续输入、输出操做。参数lpStat指向一个COMSTAT结构，该结构返回串口状态信息。

例举一下同步方式读写串口的代码：

 1 //同步读串口 
 2 char str[100]; 
 3 DWORD wCount;//读取的字节数 
 4 BOOL bReadStat; bReadStat=ReadFile(hCom,str,100,&wCount,NULL); 
 5 if(!bReadStat) 
 6 { 
 7     AfxMessageBox("读串口失败!"); 
 8     return FALSE; 
 9 } 
10 return TRUE; 
11 
12 //同步写串口 
13 char lpOutBuffer[100]; 
14 DWORD dwBytesWrite=100; 
15 COMSTAT ComStat; 
16 DWORD dwErrorFlags; 
17 BOOL bWriteStat; ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
18 bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL); 
19 if(!bWriteStat) 
20 { 
21     AfxMessageBox("写串口失败!"); 
22 } 
23 PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT| PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);

　　四、关闭串口

利用API函数关闭串口很是简单，只需使用CreateFile函数返回的句柄做为参数调用CloseHandle便可：

1 BOOL CloseHandle(
2     HANDLE hObject; //handle to object to close
3 );