Win32串口编程

来源:互联网 发布:中国武术 外国 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 16:52

Win32串口编程

作者:韩耀旭

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  在工业控制中,工控机(一般都基于Windows平台)经常需要与智能仪表通过串口进行通信。串口通信方便易行,应用广泛。
一般情况下,工控机和各智能仪表通过RS485总线进行通信。RS485的通信方式是半双工的,只能由作为主节点的工控PC机依次轮询网络上的各智能控制单元子节点。每次通信都是由PC机通过串口向智能控制单元发布命令,智能控制单元在接收到正确的命令后作出应答。
  在Win32下,可以使用两种编程方式实现串口通信,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,这种方法可以清楚地掌握串口通信的机制,并且自由灵活。本文我们只介绍API串口通信部分。
  串口的操作可以有两种操作方式:同步操作方式和重叠操作方式(又称为异步操作方式)。同步操作时,API函数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);而重叠操作方式,API函数会立即返回,操作在后台进行,避免线程的阻塞。

无论那种操作方式,一般都通过四个步骤来完成:
(1) 打开串口
(2) 配置串口
(3) 读写串口
(4) 关闭串口

(1) 打开串口

  Win32系统把文件的概念进行了扩展。无论是文件、通信设备、命名管道、邮件槽、磁盘、还是控制台,都是用API函数CreateFile来打开或创建的。该函数的原型为:

HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName,                  DWORD dwDesiredAccess,                  DWORD dwShareMode,                  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,                  DWORD dwCreationDistribution,DWORD dwFlagsAndAttributes,HANDLE hTemplateFile);
  • lpFileName:将要打开的串口逻辑名,如“COM1”;
  • dwDesiredAccess:指定串口访问的类型,可以是读取、写入或二者并列;
  • dwShareMode:指定共享属性,由于串口不能共享,该参数必须置为0;
  • lpSecurityAttributes:引用安全性属性结构,缺省值为NULL;
  • dwCreationDistribution:创建标志,对串口操作该参数必须置为OPEN_EXISTING;
  • dwFlagsAndAttributes:属性描述,用于指定该串口是否进行异步操作,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操作;
  • hTemplateFile:对串口而言该参数必须置为NULL;

同步I/O方式打开串口的示例代码:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. HANDLE hCom;  //全局变量,串口句柄  
  2. hCom=CreateFile("COM1",//COM1口  
  3.     GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写  
  4.     0, //独占方式  
  5.     NULL,  
  6.     OPEN_EXISTING, //打开而不是创建  
  7.     0, //同步方式  
  8.     NULL);  
  9. if(hCom==(HANDLE)-1)  
  10. {  
  11.     AfxMessageBox("打开COM失败!");  
  12.     return FALSE;  
  13. }  
  14. return TRUE;  
重叠I/O打开串口的示例代码:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. HANDLE hCom;  //全局变量,串口句柄  
  2. hCom =CreateFile("COM1",  //COM1口  
  3.             GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写  
  4.             0,  //独占方式  
  5.             NULL,  
  6.             OPEN_EXISTING,  //打开而不是创建  
  7.             FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, //重叠方式  
  8.             NULL);  
  9. if(hCom ==INVALID_HANDLE_VALUE)  
  10. {  
  11.     AfxMessageBox("打开COM失败!");  
  12.     return FALSE;  
  13. }  
  14.    return TRUE;  
(2)、配置串口

  在打开通讯设备句柄后,常常需要对串口进行一些初始化配置工作。这需要通过一个DCB结构来进行。DCB结构包含了诸如波特率、数据位数、奇偶校验和停止位数等信息。在查询或配置串口的属性时,都要用DCB结构来作为缓冲区。
  一般用CreateFile打开串口后,可以调用GetCommState函数来获取串口的初始配置。要修改串口的配置,应该先修改DCB结构,然后再调用SetCommState函数设置串口。
  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常用的变量:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. typedef struct _DCB{  
  2.    ………  
  3.    //波特率,指定通信设备的传输速率。这个成员可以是实际波特率值或者下面的常量值之一:  
  4.    DWORD BaudRate;   
  5. CBR_110,CBR_300,CBR_600,CBR_1200,CBR_2400,CBR_4800,CBR_9600,CBR_19200, CBR_38400,   
  6. CBR_56000, CBR_57600, CBR_115200, CBR_128000, CBR_256000, CBR_14400  
  7.   
  8. DWORD fParity; // 指定奇偶校验使能。若此成员为1,允许奇偶校验检查   
  9.    …  
  10. BYTE ByteSize; // 通信字节位数,4—8  
  11. BYTE Parity; //指定奇偶校验方法。此成员可以有下列值:  
  12. EVENPARITY 偶校验     NOPARITY 无校验  
  13. MARKPARITY 标记校验   ODDPARITY 奇校验  
  14. BYTE StopBits; //指定停止位的位数。此成员可以有下列值:  
  15. ONESTOPBIT 1位停止位   TWOSTOPBITS 2位停止位  
  16. ONE5STOPBITS   1.5位停止位  
  17.    ………  
  18.   } DCB;  
winbase.h文件中定义了以上用到的常量。如下:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. #define NOPARITY            0  
  2. #define ODDPARITY           1  
  3. #define EVENPARITY          2  
  4. #define ONESTOPBIT          0  
  5. #define ONE5STOPBITS        1  
  6. #define TWOSTOPBITS         2  
  7. #define CBR_110             110  
  8. #define CBR_300             300  
  9. #define CBR_600             600  
  10. #define CBR_1200            1200  
  11. #define CBR_2400            2400  
  12. #define CBR_4800            4800  
  13. #define CBR_9600            9600  
  14. #define CBR_14400           14400  
  15. #define CBR_19200           19200  
  16. #define CBR_38400           38400  
  17. #define CBR_56000           56000  
  18. #define CBR_57600           57600  
  19. #define CBR_115200          115200  
  20. #define CBR_128000          128000  
  21. #define CBR_256000          256000  
GetCommState函数可以获得COM口的设备控制块,从而获得相关参数:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL GetCommState(  
  2.    HANDLE hFile, //标识通讯端口的句柄  
  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:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. <pre name="code" class="cpp">BOOL SetCommState(  
  2.    HANDLE hFile,   
  3.    LPDCB lpDCB   
  4.   );</pre><br><br>  
  除了在BCD中的设置外,程序一般还需要设置I/O缓冲区的大小和超时。Windows用I/O缓冲区来暂存串口输入和输出的数据。如果通信的速率较高,则应该设置较大的缓冲区。调用SetupComm函数可以设置串行口的输入和输出缓冲区的大小。
[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL SetupComm(  
  2.   
  3.     HANDLE hFile,   // 通信设备的句柄   
  4.     DWORD dwInQueue,    // 输入缓冲区的大小(字节数)   
  5.     DWORD dwOutQueue    // 输出缓冲区的大小(字节数)  
  6.    );  
  在用ReadFile和WriteFile读写串行口时,需要考虑超时问题。超时的作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的操作仍然会结束。
  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。调用SetCommTimeouts可以用某一个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。总超时是指读写操作总共花费的最大时间。写操作只支持总超时,而读操作两种超时均支持。用COMMTIMEOUTS结构可以规定读写操作的超时。
COMMTIMEOUTS结构的定义为:
[cpp] view plaincopyprint?
  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,那么读操作的总超时的计算公式为:读总超时=ReadTotalTimeoutMultiplier×10+ReadTotalTimeoutConstant 可以看出:间隔超时和总超时的设置是不相关的,这可以方便通信程序灵活地设置各种超时。如果所有写超时参数均为0,那么就不使用写超时。如果ReadIntervalTimeout为0,那么就不使用读间隔超时。如果ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 都为0,则不使用读总超时。如果读间隔超时被设置成MAXDWORD并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作就立即返回,而不管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在完成操作以前就可能返回,但超时仍然是起作用的。在这种情况下,超时规定的是操作的完成时间,而不是ReadFile和WriteFile的返回时间。配置串口的示例代码:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. SetupComm(hCom,1024,1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024  
  2.   
  3. COMMTIMEOUTS TimeOuts;  
  4. //设定读超时  
  5. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;  
  6. TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;  
  7. TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000;  
  8. //设定写超时  
  9. TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500;  
  10. TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000;  
  11. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时  
  12.   
  13. DCB dcb;  
  14. GetCommState(hCom,&dcb);  
  15. dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600  
  16. dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位  
  17. dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位  
  18. dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位  
  19. SetCommState(hCom,&dcb);  
  20.   
  21. PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
在读写串口之前,还要用PurgeComm()函数清空缓冲区,该函数原型:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL PurgeComm(  
  2.   
  3.     HANDLE hFile,   //串口句柄  
  4.     DWORD dwFlags   // 需要完成的操作  
  5.    );     
 
参数dwFlags指定要完成的操作,可以是下列值的组合:
PURGE_TXABORT  中断所有写操作并立即返回,即使写操作还没有完成。PURGE_RXABORT  中断所有读操作并立即返回,即使读操作还没有完成。PURGE_TXCLEAR  清除输出缓冲区PURGE_RXCLEAR  清除输入缓冲区
(3)、读写串口

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

[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL ReadFile(  
  2.   
  3.     HANDLE hFile,   //串口的句柄  
  4.       
  5.     // 读入的数据存储的地址,  
  6.     // 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  
  7.     LPVOID lpBuffer,      
  8.     DWORD nNumberOfBytesToRead, // 要读入的数据的字节数  
  9.       
  10.     // 指向一个DWORD数值,该数值返回读操作实际读入的字节数  
  11.     LPDWORD lpNumberOfBytesRead,      
  12.       
  13.     // 重叠操作时,该参数指向一个OVERLAPPED结构,同步操作时,该参数为NULL。  
  14.     LPOVERLAPPED lpOverlapped     
  15.    );     
  16. BOOL WriteFile(  
  17.   
  18.     HANDLE hFile,   //串口的句柄  
  19.       
  20.     // 写入的数据存储的地址,  
  21.     // 即以该指针的值为首地址的nNumberOfBytesToWrite  
  22.     // 个字节的数据将要写入串口的发送数据缓冲区。  
  23.     LPCVOID lpBuffer,     
  24.       
  25.     DWORD nNumberOfBytesToWrite,    //要写入的数据的字节数  
  26.       
  27.     // 指向指向一个DWORD数值,该数值返回实际写入的字节数  
  28.     LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,   
  29.       
  30.     // 重叠操作时,该参数指向一个OVERLAPPED结构,  
  31.     // 同步操作时,该参数为NULL。  
  32.     LPOVERLAPPED lpOverlapped     
  33.    );  
  在用ReadFile和WriteFile读写串口时,既可以同步执行,也可以重叠执行。在同步执行时,函数直到操作完成后才返回。这意味着同步执行时线程会被阻塞,从而导致效率下降。在重叠执行时,即使操作还未完成,这两个函数也会立即返回,费时的I/O操作在后台进行。
  ReadFile和WriteFile函数是同步还是异步由CreateFile函数决定,如果在调用CreateFile创建句柄时指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED标志,那么调用ReadFile和WriteFile对该句柄进行的操作就应该是重叠的;如果未指定重叠标志,则读写操作应该是同步的。ReadFile和WriteFile函数的同步或者异步应该和CreateFile函数相一致。
  ReadFile函数只要在串口输入缓冲区中读入指定数量的字符,就算完成操作。而WriteFile函数不但要把指定数量的字符拷入到输出缓冲区,而且要等这些字符从串行口送出去后才算完成操作。
  如果操作成功,这两个函数都返回TRUE。需要注意的是,当ReadFile和WriteFile返回FALSE时,不一定就是操作失败,线程应该调用GetLastError函数分析返回的结果。例如,在重叠操作时如果操作还未完成函数就返回,那么函数就返回FALSE,而且GetLastError函数返回ERROR_IO_PENDING。这说明重叠操作还未完成。

同步方式读写串口比较简单,下面先例举同步方式读写串口的代码:
//同步读串口
[cpp] view plaincopyprint?
  1. char str[100];  
  2. DWORD wCount;//读取的字节数  
  3. BOOL bReadStat;  
  4. 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;  
[cpp] view plaincopyprint?
  1. //同步写串口  
  2.   
  3.     char lpOutBuffer[100];  
  4.     DWORD dwBytesWrite=100;  
  5.     COMSTAT ComStat;  
  6.     DWORD dwErrorFlags;  
  7.     BOOL bWriteStat;  
  8.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);  
  9.     bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL);  
  10.     if(!bWriteStat)  
  11.     {  
  12.         AfxMessageBox("写串口失败!");  
  13.     }  
  14.     PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|  
  15.         PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
在重叠操作时,操作还未完成函数就返回。

  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)。有两种方法可以等待操作完成:一种方法是用象WaitForSingleObject这样的等待函数来等待OVERLAPPED结构的hEvent成员;另一种方法是调用GetOverlappedResult函数等待,后面将演示说明。
下面我们先简单说一下OVERLAPPED结构和GetOverlappedResult函数:
OVERLAPPED结构
OVERLAPPED结构包含了重叠I/O的一些信息,定义如下:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. typedef struct _OVERLAPPED { // o    
  2.     DWORD  Internal;   
  3.     DWORD  InternalHigh;   
  4.     DWORD  Offset;   
  5.     DWORD  OffsetHigh;   
  6.     HANDLE hEvent;   
  7. } OVERLAPPED;  
  在使用ReadFile和WriteFile重叠操作时,线程需要创建OVERLAPPED结构以供这两个函数使用。线程通过OVERLAPPED结构获得当前的操作状态,该结构最重要的成员是hEvent。hEvent是读写事件。当串口使用异步通讯时,函数返回时操作可能还没有完成,程序可以通过检查该事件得知是否读写完毕。
  当调用ReadFile, WriteFile 函数的时候,该成员会自动被置为无信号状态;当重叠操作完成后,该成员变量会自动被置为有信号状态。
GetOverlappedResult函数
[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL GetOverlappedResult(  
  2.     HANDLE hFile,   // 串口的句柄    
  3.       
  4.     // 指向重叠操作开始时指定的OVERLAPPED结构  
  5.     LPOVERLAPPED lpOverlapped,    
  6.       
  7.     // 指向一个32位变量,该变量的值返回实际读写操作传输的字节数。  
  8.     LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,   
  9.       
  10.     // 该参数用于指定函数是否一直等到重叠操作结束。  
  11.     // 如果该参数为TRUE,函数直到操作结束才返回。  
  12.     // 如果该参数为FALSE,函数直接返回,这时如果操作没有完成,  
  13.     // 通过调用GetLastError()函数会返回ERROR_IO_INCOMPLETE。  
  14.     BOOL bWait    
  15.    );     
 
该函数返回重叠操作的结果,用来判断异步操作是否完成,它是通过判断OVERLAPPED结构中的hEvent是否被置位来实现的。

异步读串口的示例代码:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. char lpInBuffer[1024];  
  2. DWORD dwBytesRead=1024;  
  3. COMSTAT ComStat;  
  4. DWORD dwErrorFlags;  
  5. OVERLAPPED m_osRead;  
  6. memset(&m_osRead,0,sizeof(OVERLAPPED));  
  7. m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);  
  8.   
  9. ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);  
  10. dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue);  
  11. if(!dwBytesRead)  
  12. return FALSE;  
  13. BOOL bReadStatus;  
  14. bReadStatus=ReadFile(hCom,lpInBuffer,  
  15.                      dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead);  
  16.   
  17. if(!bReadStatus) //如果ReadFile函数返回FALSE  
  18. {  
  19.     if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)  
  20.     //GetLastError()函数返回ERROR_IO_PENDING,表明串口正在进行读操作      
  21.     {  
  22.         WaitForSingleObject(m_osRead.hEvent,2000);  
  23.         //使用WaitForSingleObject函数等待,直到读操作完成或延时已达到2秒钟  
  24.         //当串口读操作进行完毕后,m_osRead的hEvent事件会变为有信号  
  25.         PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|  
  26.             PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
  27.         return dwBytesRead;  
  28.     }  
  29.     return 0;  
  30. }  
  31. PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|  
  32.           PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
  33. return dwBytesRead;  
  对以上代码再作简要说明:在使用ReadFile 函数进行读操作前,应先使用ClearCommError函数清除错误。ClearCommError函数的原型如下:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL ClearCommError(  
  2.   
  3.     HANDLE hFile,   // 串口句柄  
  4.     LPDWORD lpErrors,   // 指向接收错误码的变量  
  5.     LPCOMSTAT lpStat    // 指向通讯状态缓冲区  
  6.    );     
 
该函数获得通信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、输出操作。
参数lpStat指向一个COMSTAT结构,该结构返回串口状态信息。COMSTAT结构COMSTAT结构包含串口的信息,结构定义如下:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. typedef struct _COMSTAT { // cst    
  2.     DWORD fCtsHold : 1;   // Tx waiting for CTS signal   
  3.     DWORD fDsrHold : 1;   // Tx waiting for DSR signal   
  4.     DWORD fRlsdHold : 1;  // Tx waiting for RLSD signal   
  5.     DWORD fXoffHold : 1;  // Tx waiting, XOFF char rec''d   
  6.     DWORD fXoffSent : 1;  // Tx waiting, XOFF char sent   
  7.     DWORD fEof : 1;       // EOF character sent   
  8.     DWORD fTxim : 1;      // character waiting for Tx   
  9.     DWORD fReserved : 25; // reserved   
  10.     DWORD cbInQue;        // bytes in input buffer   
  11.     DWORD cbOutQue;       // bytes in output buffer   
  12. } COMSTAT, *LPCOMSTAT;   
本文只用到了cbInQue成员变量,该成员变量的值代表输入缓冲区的字节数。

  最后用PurgeComm函数清空串口的输入输出缓冲区。

  这段代码用WaitForSingleObject函数来等待OVERLAPPED结构的hEvent成员,下面我们再演示一段调用GetOverlappedResult函数等待的异步读串口示例代码:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. char lpInBuffer[1024];  
  2. DWORD dwBytesRead=1024;  
  3.     BOOL bReadStatus;  
  4.     DWORD dwErrorFlags;  
  5.     COMSTAT ComStat;  
  6. OVERLAPPED m_osRead;  
  7.   
  8.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);  
  9.     if(!ComStat.cbInQue)  
  10.         return 0;  
  11.     dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue);  
  12.     bReadStatus=ReadFile(hCom, lpInBuffer,dwBytesRead,  
  13.         &dwBytesRead,&m_osRead);  
  14.     if(!bReadStatus) //如果ReadFile函数返回FALSE  
  15.     {  
  16.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)  
  17.         {  
  18.             GetOverlappedResult(hCom,  
  19.                 &m_osRead,&dwBytesRead,TRUE);  
  20.            // GetOverlappedResult函数的最后一个参数设为TRUE,  
  21.            //函数会一直等待,直到读操作完成或由于错误而返回。  
  22.   
  23.             return dwBytesRead;  
  24.         }  
  25.         return 0;  
  26.     }  
  27.     return dwBytesRead;  
  28. 异步写串口的示例代码:  
  29. char buffer[1024];  
  30. DWORD dwBytesWritten=1024;  
  31.     DWORD dwErrorFlags;  
  32.     COMSTAT ComStat;  
  33. OVERLAPPED m_osWrite;  
  34.     BOOL bWriteStat;  
  35.   
  36.     bWriteStat=WriteFile(hCom,buffer,dwBytesWritten,  
  37.         &dwBytesWritten,&m_OsWrite);  
  38.     if(!bWriteStat)  
  39.     {  
  40.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)  
  41.         {  
  42.             WaitForSingleObject(m_osWrite.hEvent,1000);  
  43.             return dwBytesWritten;  
  44.         }  
  45.         return 0;  
  46.     }  
  47.     return dwBytesWritten;  
(4)、关闭串口

  利用API函数关闭串口非常简单,只需使用CreateFile函数返回的句柄作为参数调用CloseHandle即可:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. BOOL CloseHandle(  
  2.     HANDLE hObject; //handle to object to close   
  3. );  
串口编程的一个实例

  为了让您更好地理解串口编程,下面我们分别编写两个例程(见附带的源码部分),这两个例程都实现了工控机与百特显示仪表通过RS485接口进行的串口通信。其中第一个例程采用同步串口操作,第二个例程采用异步串口操作。
  我们只介绍软件部分,RS485接口接线方法不作介绍,感兴趣的读者可以查阅相关资料。

例程1

  打开VC++6.0,新建基于对话框的工程RS485Comm,在主对话框窗口IDD_RS485COMM_DIALOG上添加两个按钮,ID分别为IDC_SEND和IDC_RECEIVE,标题分别为“发送”和“接收”;添加一个静态文本框IDC_DISP,用于显示串口接收到的内容。

在RS485CommDlg.cpp文件中添加全局变量:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. HANDLE hCom;  //全局变量,串口句柄  
在RS485CommDlg.cpp文件中的OnInitDialog()函数添加如下代码:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. // TODO: Add extra initialization here  
  2. hCom=CreateFile("COM1",//COM1口  
  3.     GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写  
  4.     0, //独占方式  
  5.     NULL,  
  6.     OPEN_EXISTING, //打开而不是创建  
  7.     0, //同步方式  
  8.     NULL);  
  9. if(hCom==(HANDLE)-1)  
  10. {  
  11.     AfxMessageBox("打开COM失败!");  
  12.     return FALSE;  
  13. }  
  14.   
  15. SetupComm(hCom,100,100); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024  
  16.   
  17. COMMTIMEOUTS TimeOuts;  
  18. //设定读超时  
  19. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;  
  20. TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;  
  21. TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;  
  22. //在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回,  
  23. //而不管是否读入了要求的字符。  
  24.   
  25.   
  26. //设定写超时  
  27. TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;  
  28. TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;  
  29. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时  
  30.   
  31. DCB dcb;  
  32. GetCommState(hCom,&dcb);  
  33. dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600  
  34. dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位  
  35. dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位  
  36. dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位  
  37. SetCommState(hCom,&dcb);  
  38.   
  39. PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
分别双击IDC_SEND按钮和IDC_RECEIVE按钮,添加两个按钮的响应函数:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. void CRS485CommDlg::OnSend()   
  2. {  
  3.     // TODO: Add your control notification handler code here  
  4.     // 在此需要简单介绍百特公司XMA5000的通讯协议:  
  5.     //该仪表RS485通讯采用主机广播方式通讯。  
  6.     //串行半双工,帧11位,1个起始位(0),8个数据位,2个停止位(1)  
  7.     //如:读仪表显示的瞬时值,主机发送:DC1 AAA BB ETX  
  8.     //其中:DC1是标准ASCII码的一个控制符号,码值为11H(十进制的17)  
  9.     //在XMA5000的通讯协议中,DC1表示读瞬时值  
  10.     //AAA是从机地址码,也就是XMA5000显示仪表的通讯地址  
  11.     //BB为通道号,读瞬时值时该值为01  
  12.     //ETX也是标准ASCII码的一个控制符号,码值为03H  
  13.     //在XMA5000的通讯协议中,ETX表示主机结束符  
  14.   
  15.     char lpOutBuffer[7];  
  16.     memset(lpOutBuffer,''\0'',7); //前7个字节先清零  
  17.     lpOutBuffer[0]=''\x11'';  //发送缓冲区的第1个字节为DC1  
  18.     lpOutBuffer[1]=''0'';  //第2个字节为字符0(30H)  
  19.     lpOutBuffer[2]=''0''//第3个字节为字符0(30H)  
  20.     lpOutBuffer[3]=''1''// 第4个字节为字符1(31H)  
  21.     lpOutBuffer[4]=''0''//第5个字节为字符0(30H)  
  22.     lpOutBuffer[5]=''1''//第6个字节为字符1(31H)  
  23.     lpOutBuffer[6]=''\x03''//第7个字节为字符ETX  
  24.     //从该段代码可以看出,仪表的通讯地址为001   
  25.     DWORD dwBytesWrite=7;  
  26.     COMSTAT ComStat;  
  27.     DWORD dwErrorFlags;  
  28.     BOOL bWriteStat;  
  29.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);  
  30.     bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL);  
  31.     if(!bWriteStat)  
  32.     {  
  33.         AfxMessageBox("写串口失败!");  
  34.     }  
  35.   
  36. }  
  37. void CRS485CommDlg::OnReceive()   
  38. {  
  39.     // TODO: Add your control notification handler code here  
  40.   
  41.     char str[100];  
  42.     memset(str,''\0'',100);  
  43.     DWORD wCount=100;//读取的字节数  
  44.     BOOL bReadStat;  
  45.     bReadStat=ReadFile(hCom,str,wCount,&wCount,NULL);  
  46.     if(!bReadStat)  
  47.         AfxMessageBox("读串口失败!");  
  48.     PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|  
  49.         PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
  50.     m_disp=str;  
  51.     UpdateData(FALSE);  
  52.       
  53. }  
您可以观察返回的字符串,其中有和仪表显示值相同的部分,您可以进行相应的字符串操作取出仪表的显示值。
打开ClassWizard,为静态文本框IDC_DISP添加CString类型变量m_disp,同时添加WM_CLOSE的相应函数:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. void CRS485CommDlg::OnClose()   
  2. {  
  3.     // TODO: Add your message handler code here and/or call default  
  4.     CloseHandle(hCom);  //程序退出时关闭串口  
  5.     CDialog::OnClose();  
  6. }  
程序的相应部分已经在代码内部作了详细介绍。连接好硬件部分,编译运行程序,细心体会串口同步操作部分。

例程2

  打开VC++6.0,新建基于对话框的工程RS485Comm,在主对话框窗口IDD_RS485COMM_DIALOG上添加两个按钮,ID分别为IDC_SEND和IDC_RECEIVE,标题分别为“发送”和“接收”;添加一个静态文本框IDC_DISP,用于显示串口接收到的内容。在RS485CommDlg.cpp文件中添加全局变量:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. HANDLE hCom; //全局变量,  

串口句柄在RS485CommDlg.cpp文件中的OnInitDialog()函数添加如下代码:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. hCom=CreateFile("COM1",//COM1口  
  2.     GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写  
  3.     0, //独占方式  
  4.     NULL,  
  5.     OPEN_EXISTING, //打开而不是创建  
  6.     FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, //重叠方式  
  7.     NULL);  
  8. if(hCom==(HANDLE)-1)  
  9. {  
  10.     AfxMessageBox("打开COM失败!");  
  11.     return FALSE;  
  12. }  
  13.   
  14. SetupComm(hCom,100,100); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是100  
  15.   
  16. COMMTIMEOUTS TimeOuts;  
  17. //设定读超时  
  18. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;  
  19. TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;  
  20. TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;  
  21. //在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回,  
  22. //而不管是否读入了要求的字符。  
  23.   
  24.   
  25. //设定写超时  
  26. TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;  
  27. TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;  
  28. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时  
  29.   
  30. DCB dcb;  
  31. GetCommState(hCom,&dcb);  
  32. dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600  
  33. dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位  
  34. dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位  
  35. dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位  
  36. SetCommState(hCom,&dcb);  
  37.   
  38. PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
分别双击IDC_SEND按钮和IDC_RECEIVE按钮,添加两个按钮的响应函数:
[cpp] view plaincopyprint?
  1. void CRS485CommDlg::OnSend()   
  2. {  
  3.     // TODO: Add your control notification handler code here  
  4.     OVERLAPPED m_osWrite;  
  5.     memset(&m_osWrite,0,sizeof(OVERLAPPED));  
  6.     m_osWrite.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);  
  7.   
  8.   
  9.     char lpOutBuffer[7];  
  10.     memset(lpOutBuffer,''\0'',7);  
  11.     lpOutBuffer[0]=''\x11'';  
  12.     lpOutBuffer[1]=''0'';  
  13.     lpOutBuffer[2]=''0'';  
  14.     lpOutBuffer[3]=''1'';  
  15.     lpOutBuffer[4]=''0'';  
  16.     lpOutBuffer[5]=''1'';  
  17.     lpOutBuffer[6]=''\x03'';  
  18.       
  19.     DWORD dwBytesWrite=7;  
  20.     COMSTAT ComStat;  
  21.     DWORD dwErrorFlags;  
  22.     BOOL bWriteStat;  
  23.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);  
  24.     bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,  
  25.         dwBytesWrite,& dwBytesWrite,&m_osWrite);  
  26.   
  27.     if(!bWriteStat)  
  28.     {  
  29.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)  
  30.         {  
  31.             WaitForSingleObject(m_osWrite.hEvent,1000);  
  32.         }  
  33.     }  
  34.   
  35. }  
  36.   
  37. void CRS485CommDlg::OnReceive()   
  38. {  
  39.     // TODO: Add your control notification handler code here  
  40.     OVERLAPPED m_osRead;  
  41.     memset(&m_osRead,0,sizeof(OVERLAPPED));  
  42.     m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);  
  43.   
  44.     COMSTAT ComStat;  
  45.     DWORD dwErrorFlags;  
  46.       
  47.     char str[100];  
  48.     memset(str,''\0'',100);  
  49.     DWORD dwBytesRead=100;//读取的字节数  
  50.     BOOL bReadStat;  
  51.   
  52.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);  
  53.     dwBytesRead=min(dwBytesRead, (DWORD)ComStat.cbInQue);  
  54.     bReadStat=ReadFile(hCom,str,  
  55.         dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead);  
  56.     if(!bReadStat)  
  57.     {  
  58.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)  
  59.         //GetLastError()函数返回ERROR_IO_PENDING,表明串口正在进行读操作  
  60.         {  
  61.             WaitForSingleObject(m_osRead.hEvent,2000);  
  62.             //使用WaitForSingleObject函数等待,直到读操作完成或延时已达到2秒钟  
  63.             //当串口读操作进行完毕后,m_osRead的hEvent事件会变为有信号  
  64.         }  
  65.     }  
  66.   
  67.     PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|  
  68.         PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  
  69.     m_disp=str;  
  70.     UpdateData(FALSE);  
  71. }  
打开ClassWizard,为静态文本框IDC_DISP添加CString类型变量m_disp,同时添加WM_CLOSE的相应函数:
void CRS485CommDlg::OnClose() 
[cpp] view plaincopyprint?
  1. {  
  2.     // TODO: Add your message handler code here and/or call default  
  3.     CloseHandle(hCom);  //程序退出时关闭串口  
  4.     CDialog::OnClose();  
  5. }  
您可以仔细对照这两个例程,细心体会串口同步操作和异步操作的区别。

好了,就到这吧,祝您好运。


可以看出:间隔超时和总超时的设置是不相关的,这可以方便通信程序灵活地设置各种超时。