深入浅出VC++串口编程之基于Win32 API

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关键词: Win32,API,串口编程,VC++

    1、API描述

      在WIN32 API中,串口使用文件方式进行访问,其操作的API基本上与文件操作的API一致。

      打开串口

      Win32 中用于打开串口的API 函数为CreateFile,其原型为:

    HANDLE CreateFile (
                LPCTSTR lpFileName, //将要打开的串口逻辑名,如COM1 或COM2
                DWORD dwAccess, //指定串口访问的类型,可以是读取、写入或两者并列
                DWORD dwShareMode, //指定共享属性,由于串口不能共享,该参数必须置为0
                LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsa, //引用安全性属性结构,缺省值为NULL
                DWORD dwCreate, //创建标志,对串口操作该参数必须置为OPEN EXISTING
                DWORD dwAttrsAndFlags, //属性描述,用于指定该串口是否可进行异步操作,
                //FILE_FLAG_OVERLAPPED:可使用异步的I/O
                HANDLE hTemplateFile //指向模板文件的句柄,对串口而言该参数必须置为NULL
               );


      例如,以下程序用于以同步读写方式打开串口COM1:

    HANDLE hCom;
               DWORD dwError;
               hCon = CreateFile("COM1", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
               if (hCom == (HANDLE)0xFFFFFFFF)
               {
                dwError = GetLastError();
                MessageBox(dwError);
               }


      对于dwAttrsAndFlags参数及FILE_FLAG_OVERLAPPED标志的由来,可解释如下:Windows文件操作分为同步I/O和重叠I/O(Overlapped I/ O)两种方式,在同步I/O方式中,API会阻塞直到操作完成以后才能返回(在多线程方式中,虽然不会阻塞主线程,但是仍然会阻塞监听线程);而在重叠I/O方式中,API会立即返回,操作在后台进行,避免线程的阻塞。重叠I/O非常灵活,它也可以实现阻塞(例如我们可以设置一定要读取到一个数据才能进行到下一步操作)。如果进行I/O操作的API 在没有完成操作的情况下返回,我们可以通过调用GetOverLappedResult()函数阻塞到I/O操作完成后返回。

      配置串口

      配置串口是通过改变设备控制块DCB(Device Control Block) 的成员变量值来实现的,接收缓冲区和发送缓冲区的大小可通过SetupComm函数来设置。

      DCB结构体定义为:

    typedef struct _DCB { // dcb
                DWORD DCBlength; // sizeof(DCB)
                DWORD BaudRate; // current baud rate
                DWORD fBinary: 1; // binary mode, no EOF check
                DWORD fParity: 1; // enable parity checking
                DWORD fOutxCtsFlow:1; // CTS output flow control
                DWORD fOutxDsrFlow:1; // DSR output flow control
                DWORD fDtrControl:2; // DTR flow control type
                DWORD fDsrSensitivity:1; // DSR sensitivity
                DWORD fTXContinueOnXoff:1; // XOFF continues Tx
                DWORD fOutX: 1; // XON/XOFF out flow control
                DWORD fInX: 1; // XON/XOFF in flow control
                DWORD fErrorChar: 1; // enable error replacement
                DWORD fNull: 1; // enable null stripping
                DWORD fRtsControl:2; // RTS flow control
                DWORD fAbortOnError:1; // abort reads/writes on error
                DWORD fDummy2:17; // reserved
                WORD wReserved; // not currently used
                WORD XonLim; // transmit XON threshold
                WORD XoffLim; // transmit XOFF threshold
                BYTE ByteSize; // number of bits/byte, 4-8
                BYTE Parity; // 0-4=no,odd,even,mark,space
                BYTE StopBits; // 0,1,2 = 1, 1.5, 2
                char XonChar; // Tx and Rx XON character
                char XoffChar; // Tx and Rx XOFF character
                char ErrorChar; // error replacement character
                char EofChar; // end of input character
                char EvtChar; // received event character
                WORD wReserved1; // reserved; do not use
               } DCB;
               而SetupComm函数的原型则为:
               BOOL SetupComm(
                HANDLE hFile, // handle to communications device
                DWORD dwInQueue, // size of input buffer
                DWORD dwOutQueue // size of output buffer
               );


      以下程序将串口设置为:波特率为9600,数据位数为7位,停止位为2 位,偶校验,接收缓冲区和发送缓冲区大小均为1024个字节,最后用PurgeComm函数终止所有的后台读写操作并清空接收缓冲区和发送缓冲区:

    DCB dcb;
               dcb.BaudRate = 9600; //波特率为9600
               dcb.ByteSize = 7; //数据位数为7位
               dcb.Parity = EVENPARITY; //偶校验
               dcb.StopBits = 2; //两个停止位
               dcb.fBinary = TRUE;
               dcb.fParity = TRUE;
               if (!SetCommState(hCom, &dcb))
               {
                MessageBox("串口设置出错!");
               }
               SetupComm(hCom, 1024, 1024);
               PurgeComm(hCom, PURCE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR);

           

    2.例程

      在《深入浅出Win32多线程程序设计之综合实例》中我们已经给出一个利用WIN API进行串口通信的例子,这里再给出一个类似的例子,以进一步加深理解。

     



      在工程中添加SerialPortControl.h和SerialPortControl.cpp两个文件,前者声明串口控制的接口函数及外部全局变量,后者实现串口接口函数及串口监听线程控制函数。

      SerialPortControl.h文件

     

    #ifndef _SERIAL_PORT_CONTROL_H
               #define _SERIAL_PORT_CONTROL_H
               
               #define COM_RECVDATA WM_USER+1000//自定义消息
               
               extern HANDLE hCom; //全局变量,串口句柄
               extern HANDLE hCommThread; //全局变量,串口线程
               //串口监视线程控制函数
               extern DWORD WINAPI SerialPort1ThreadProcess(HWND hWnd);
               //打开并设置PC串口1(COM1)
               extern BOOL OpenSerialPort1();
               
               #endif
               SerialPortControl.cpp文件
               #include "StdAfx.h"
               #include "SerialPortControl.h"
               
               HANDLE hCom; //全局变量,串口句柄
               HANDLE hCommThread; //全局变量,串口线程
               
               BOOL OpenSerialPort1()
               {
                //打开并设置COM1
                hCom=CreateFile("COM1", GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0,NULL , OPEN_EXISTING, 0, NULL);
                if (hCom==(HANDLE)-1)
                {
                 AfxMessageBox("打开COM1失败");
                 return false;
                }
                else
                {
                 DCB wdcb;
                 GetCommState (hCom, &wdcb);
                 wdcb.BaudRate=9600;//波特率:9600,其他:不变
                 SetCommState (hCom, &wdcb);
                 PurgeComm(hCom, PURGE_TXCLEAR);
                }
                return true;
               }
               
               //以一个线程不同监控串口行接收的数据
               DWORD WINAPI SerialPort1ThreadProcess( HWND hWnd//主窗口句柄)
               {
                char str[101];
                DWORD wCount; //读取的字节数
                while(1)
                {
                 ReadFile(hCom,str, 100, &wCount, NULL);
                 if(wCount > 0) //收到数据
                 {
                  str[wCount] = ‘\0‘;
                  ::PostMessage(hWnd, COM_RECVDATA, (unsigned int) str, wCount);
                  //发送消息给对话框主窗口,以进行接收内容的显示
                 }
                }
                return TRUE;
               }



      为了验证程序的正确性,我们使用串口调试助手与本程序协同工作,互相进行收发。


                

    (审核编辑: 智汇小新)

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