用MFC实现串口通信（基于Win32 API）

一、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。

1、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。

2、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);//分配发送和接收缓冲区，都为1024字节

PurgeComm(hCom, PURCE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR);

3、超时设置

超时设置是通过改变COMMTIMEOUTS结构体的成员变量值来实现的，COMMTIMEOUTS的原型为：

typedef struct _COMMTIMEOUTS
{
DWORD ReadIntervalTimeout; //定义两个字符到达的最大时间间隔，单位：毫秒
//当读取完一个字符后，超过了ReadIntervalTimeout，仍未读取到下一个字符，就会
//发生超时
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier;
DWORD ReadTotalTimeoutConstant;
//其中各时间所满足的关系如下：
//ReadTotalTimeout = ReadTotalTimeOutMultiplier* BytesToRead + ReadTotalTimeoutConstant
DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier;
DWORD WriteTotalTimeoutConstant;
} COMMTIMEOUTS, *LPCOMMTIMEOUTS;

设置超时的函数为SetCommTimeouts，其原型中接收COMMTIMEOUTS的指针为参数：

BOOL SetCommTimeouts(
HANDLE hFile, // handle to communications device
LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm time-out structure
);

以下程序将串口读操作的超时设定为10 毫秒：

COMMTIMEOUTS to;
memset(&to, 0, sizeof(to));
to.ReadIntervalTimeout = 10;
SetCommTimeouts(hCom, &to);

与SetCommTimeouts对应的GetCommTimeouts()函数的原型为：

BOOL GetCommTimeouts(
HANDLE hFile, // handle of communications device
LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm time-out structure
);

4、事件设置

在读写串口之前，需要用SetCommMask ()函数设置事件掩模来监视指定通信端口上的事件，其原型为：

BOOL SetCommMask(
HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
DWORD dwEvtMask //能够使能的通信事件
);

有了Set当然还会有Get，与SetCommMask对应的GetCommMask()函数的原型为：

BOOL GetCommMask(
HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
LPDWORD lpEvtMask // address of variable to get event mask
);

串口上可以发生的事件可以是如下事件列表中的一个或任意组合：

事件标识

值

EV_BREAK

0x0040

EV_CTS

0x0008

EV_DSR

0x0010

EV_ERR

0x0080

EV_RING

0x0100

EV_RLSD

0x0020

EV_RXCHAR

0x0001

EV_RXFLAG

0x0002

EV_TXEMPTY

0x0004

我们可以用WaitCommEvent()函数来等待串口上我们利用SetCommMask ()函数设置的事件：

BOOL WaitCommEvent(
HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
LPDWORD lpEvtMask, // address of variable for event that occurred
LPOVERLAPPED lpOverlapped, // address of overlapped structure
);

WaitCommEvent()函数一直阻塞，直到串口上发生我们用所SetCommMask ()函数设置的通信事件为止。一般而言，当WaitCommEvent()返回时，程序员可以由分析*lpEvtMask而获得发生事件的类别，再进行相应的处理。

5、读串口

对串口进行读取所用的函数和对文件进行读取所用的函数相同，读函数原型如下：

BOOL ReadFile(
HANDLE hFile, // handle of file to read
LPVOID lpBuffer, // pointer to buffer that receives data
DWORD nNumberOfBytesToRead, // number of bytes to read
LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // pointer to number of bytes read
LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure for overlapped I/O
);

要注意的是：LPOVERLAPPED lpOverlapped这个参数由CreateFile()函数中的DWORD dwAttrsAndFlags这个参数来决定；当DWORD dwAttrsAndFlags为FILE_FLAG_OVERLAPPED时，这时的串口为异步操作，lpOverlapped必须为指向OVERLAPPED结构的指针，如果dwAttrsAndFlags为NULL，这时的串口为同步操作那么dwAttrsAndFlags为NULL就可以了。

6、写串口

对串口进行写入所用的函数和对文件进行写入所用的函数相同，写函数原型如下：

BOOL WriteFile(
HANDLE hFile, // handle to file to write to
LPCVOID lpBuffer, // pointer to data to write to file
DWORD nNumberOfBytesToWrite, // number of bytes to write
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // pointer to number of bytes written
LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure for overlapped I/O
);

WriteFile（）中的lpOverlapped参数设置同ReadFile（），在此不再重复

7、GetOverlappedResult（）

原型如下：

HRESULT GetOverlappedResult(

   LPOVERLAPPED pOverlapped,

   DWORD& dwBytesTransferred,

   BOOL bWait

) throw( );

在串口异步工作时用来判断一个重叠操作当前的状态，参数类型及说明：

hFile Long，指定一个文件、管道或通信设备的句柄

lpOverlapped OVERLAPPED，为欲检查的I/O操作指定的一个结构

lpNumberOfBytesTransferred Long，用于容纳传输字节数量的一个变量

bWait Long，如果为TRUE，就一直等到异步操作结束才返回。FALSE表示立即返回。

8、GetLastError()

GetLastError()用来返回文件操作的状态，返回值的含义参见http://www.dream69.cn/Html/?311.html

9、关闭串口

利用API 函数实现串口通信时关闭串口非常简单，只需使用CreateFile 函数返回的句柄作为参数调用CloseHandle 即可：

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

二、实例

这个实例是我参照书上和网上的资料写的，有串口发送和接收功能，现将源码奉上。我的程序中采用的是重叠I/O模式。

串口通信程序