深入浅出VC++串口编程之基本概念
2006-02-17 09:43作者:宋宝华出处:天极开发责任编辑:方舟
引言
在PC机的主板上,有一种类型的接口可能为我们所忽视,那就是RS-232C串行接口,在微软的Windows系统中称其为COM。我们可以通过设备管理器来查看COM的硬件参数设置,如图1。
图1 在Windows上查看PC串口设置
迄今为止,几乎每一台PC都包含COM。本质而言,COM是PC为和外界通信所提供的一种串行数据传输的接口。作为一种物理通信的途径和设备,它和目前风靡的另一种串行接口――USB所提供的功能是一致的。不过RS-232C显然已经开始被后起之秀USB赶超,因为USB的传输速率已经远远超过了RS-232C。
尽管如此,RS-232C仍然具有非常广泛的应用,在相对长的一段时间里,难以被USB等接口取代。RS-232C接口(又称EIA RS-232C),1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定,全名是"数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术
标准
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"。
本文将对这一接口进行硬件原理的介绍,随后我们将逐章学习DOS平台的串口编程,及Windows平台下基于API、控件和第三方类的串口编程,最后本文将给出一个综合实例。
在本文的连载过程中,您可以通过如下方式联系作者(热忱欢迎读者朋友对本文的内容提出质疑或给出修改意见):
作者email:21cnbao@21cn.com(可以来信提问,笔者将力求予以回信解答,并摘取其中的典型问题,在本系列文章最后一次连载的《读者反馈》中予以阐述);
硬件原理
众所周知,CPU与存储芯片和I/O芯片的通信是并行的(并行传输的最大位数依赖于CPU的字长、数据总线的宽度),一种叫做UART(通用异步收发器,Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)的芯片提供了并行数据传输和RS-232C串行数据传输方式的转换。这样的设备通常有如图2所示的管脚分布,当其向外传输数据时,CPU并行的将数据写入这类芯片的寄存器,UART再将寄存器中的数据一位一位地移动并向外传输;当外界向其传输数据时,UART一位一位地接收数据,并将其移位组合为并行数据,CPU再并行地读取这些数据。实际上,由于UART芯片一般以TTL/CMOS电平工作,在UART连接接口之前,还要经过一个TTL/CMOS和RS-232C电平的转换。RS-232C规定了其标准的电气特性,逻辑1对应的电压必须在-5~-15V之间;逻辑0对应的的电压必须在+5~+15V之间。
图2 UART并/串转换
一个常见的TTL/CMOS和RS-232C电平转换芯片如图3。
图3 常见的TTL/CMOS和RS-232C电平转换芯片
RS-232C通常以两类接插件与外界相连,分别称为DB9和DB25,如图4所示。
图4 DB9和DB25
而接插件中各个针的定义则如表1:
表1 DB9和DB25引脚定义
DB9
DB25
针号
功能说明
缩写
针号
功能说明
缩写
1
数据载波检测
DCD
8
数据载波检测
DCD
2
接收数据
RXD
3
接收数据
RXD
3
发送数据
TXD
2
发送数据
TXD
4
数据终端准备
DTR
20
数据终端准备
DTR
5
信号地
GND
7
信号地
GND
6
数据设备准备好
DSR
6
数据准备好
DSR
7
请求发送
RTS
4
请求发送
RTS
8
清除发送
CTS
5
清除发送
CTS
9
振铃指示
DELL
22
振铃指示
DELL
RS-232C定义为数据通信设备(DCE)和数据终端设备(DTE)之间的互连,实现上,到现在为止,究竟一个设备属于DCE还是属于DTE已经没有明显的界限,PC即可作为DCE,又可作为DTE。两串口互连,连接方法主要有二:
一种方法是,数据的发送和接收由软件控制,不进行硬件握手,其连接方法如图5(最常用DB9连接示意)和表2(DB9、DB25三线连接表),真正需要互相连接的是RXD、TXD和GND;
图5 无硬件握手时两串口连接
表2 DB9、DB25三线连接
9针-9针
5针-25针
2 9针-25针
2
3
3
2
2
2
3
2
2
3
3
3
5
5
7
7
5
7
软件握手又称为XON/XOFF,通常以CTRL-S(0x13)和CTRL-Q(0x11)两个字符来实现流控制。前者用于请求对方暂停发送,后者用于清除暂停传送的请求,继续发送数据。
另一种方法是,数据的发送和接收由硬件控制,进行硬件握手,其连接方法如图6(最常用DB9连接示意),需要连接的信号除RXD、TXD和GND外,还包括DTR、DSR、RTS和CTS。
硬件握手依赖于RTS和CTS信号,当发送设备欲发送数据时,将RTS信号置为有效表示请求发送,接收设备准备好后,置CTS信号有效,接着发送设备通过信号线TXD开始发送串行数据。
这里我们联想开来,RTS/CTS模式在许多领域里都出现过。回忆一下IEEE 802.11无线局域网协议标准,在其MAC协议中就使用了RTS/CTS,RTS/CTS抽象开来就是一种请求/应答。笔者曾经在拙作中多次以实例论证计算机领域里许多知识的相通性,这又是一个明证。
图6 有硬件握手时两串口连接
实际上,目前我们经常使用的是方法一,即只连接RXD、TXD和GND,简单灵活。另外,串口之间互连还有诸多途径,如图7所示。
图7 其它互连方式
Win32串口编程
作者:韩耀旭
下载源代码
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:
HANDLE hCom; //全局变量,串口句柄
hCom=CreateFile("COM1",//COM1口
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
0, //独占方式
NULL,
OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
0, //同步方式
NULL);
if(hCom==(HANDLE)-1)
{
AfxMessageBox("打开COM失败!");
return FALSE;
}
return TRUE;
重叠I/O打开串口的示例代码:
HANDLE hCom; //全局变量,串口句柄
hCom =CreateFile("COM1", //COM1口
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
0, //独占方式
NULL,
OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, //重叠方式
NULL);
if(hCom ==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
AfxMessageBox("打开COM失败!");
return FALSE;
}
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:
typedef struct _DCB{
………
//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:
DWORD BaudRate;
CBR_110,CBR_300,CBR_600,CBR_1200,CBR_2400,CBR_4800,CBR_9600,CBR_19200, CBR_38400,
CBR_56000, CBR_57600, CBR_115200, CBR_128000, CBR_256000, CBR_14400
DWORD fParity; // 指定奇偶校验使能。若此成员为1,允许奇偶校验检查
…
BYTE ByteSize; // 通信字节位数,4—8
BYTE Parity; //指定奇偶校验方法。此成员可以有下列值:
EVENPARITY 偶校验 NOPARITY 无校验
MARKPARITY 标记校验 ODDPARITY 奇校验
BYTE StopBits; //指定停止位的位数。此成员可以有下列值:
ONESTOPBIT 1位停止位 TWOSTOPBITS 2位停止位
ONE5STOPBITS 1.5位停止位
………
} DCB;
winbase.h文件中定义了以上用到的常量。如下:
#define NOPARITY 0
#define ODDPARITY 1
#define EVENPARITY 2
#define ONESTOPBIT 0
#define ONE5STOPBITS 1
#define TWOSTOPBITS 2
#define CBR_110 110
#define CBR_300 300
#define CBR_600 600
#define CBR_1200 1200
#define CBR_2400 2400
#define CBR_4800 4800
#define CBR_9600 9600
#define CBR_14400 14400
#define CBR_19200 19200
#define CBR_38400 38400
#define CBR_56000 56000
#define CBR_57600 57600
#define CBR_115200 115200
#define CBR_128000 128000
#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:
BOOL GetCommState(
HANDLE hFile, //标识通讯端口的句柄
LPDCB lpDCB //指向一个设备控制块(DCB结构)的指针
);
SetCommState函数设置COM口的设备控制块:
BOOL SetCommState(
HANDLE hFile,
LPDCB lpDCB
);
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。
BOOL SetupComm(
HANDLE hFile,
// 通信设备的句柄
DWORD dwInQueue,
// 输入缓冲区的大小(字节数)
DWORD dwOutQueue
// 输出缓冲区的大小(字节数)
);
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:
typedef struct _COMMTIMEOUTS {
DWORD ReadIntervalTimeout; //读间隔超时
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; //读时间系数
DWORD ReadTotalTimeoutConstant; //读时间常量
DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 写时间系数
DWORD WriteTotalTimeoutConstant; //写时间常量
} 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:
SetupComm(hCom,1024,1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024
COMMTIMEOUTS TimeOuts;
//设定读超时
TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;
TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;
TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000;
//设定写超时
TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500;
TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000;
SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时
DCB dcb;
GetCommState(hCom,&dcb);
dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600
dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位
dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位
dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位
SetCommState(hCom,&dcb);
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:
BOOL PurgeComm(
HANDLE hFile,
//串口句柄
DWORD dwFlags
// 需要完成的操作
);
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:
BOOL ReadFile(
HANDLE hFile,
//串口的句柄
// 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
LPVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToRead,
// 要读入的数据的字节数
// 指向一个DWORD数值,该数值返回读操作实际读入的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesRead,
// 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。
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
BOOL WriteFile(
HANDLE hFile,
//串口的句柄
// 写入的数据存储的地址,
// 即以该指针的值为首地址的nNumberOfBytesToWrite
// 个字节的数据将要写入串口的发送数据缓冲区。
LPCVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToWrite,
//要写入的数据的字节数
// 指向指向一个DWORD数值,该数值返回实际写入的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,
// 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。
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
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
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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
char str[100];
DWORD wCount;//读取的字节数
BOOL bReadStat;
bReadStat=ReadFile(hCom,str,100,&wCount,NULL);
if(!bReadStat)
{
AfxMessageBox("读串口失败!");
return FALSE;
}
return TRUE;
//同步写串口
char lpOutBuffer[100];
DWORD dwBytesWrite=100;
COMSTAT ComStat;
DWORD dwErrorFlags;
BOOL bWriteStat;
ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL);
if(!bWriteStat)
{
AfxMessageBox("写串口失败!");
}
PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
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:
typedef struct _OVERLAPPED { // o
DWORD Internal;
DWORD InternalHigh;
DWORD Offset;
DWORD OffsetHigh;
HANDLE hEvent;
} 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
BOOL GetOverlappedResult(
HANDLE hFile,
// 串口的句柄
// 指向重叠操作开始时指定的OVERLAPPED结构
LPOVERLAPPED lpOverlapped,
// 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。
LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,
// 该参数用于指定函数是否一直等到重叠操作结束。
// 如果该参数为TRUE,函数直到操作结束才返回。
// 如果该参数为FALSE,函数直接返回,这时如果操作没有完成,
// 通过调用GetLastError()函数会返回ERROR_IO_INCOMPLETE。
BOOL bWait
);
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:
char lpInBuffer[1024];
DWORD dwBytesRead=1024;
COMSTAT ComStat;
DWORD dwErrorFlags;
OVERLAPPED m_osRead;
memset(&m_osRead,0,sizeof(OVERLAPPED));
m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue);
if(!dwBytesRead)
return FALSE;
BOOL bReadStatus;
bReadStatus=ReadFile(hCom,lpInBuffer,
dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead);
if(!bReadStatus) //如果ReadFile函数返回FALSE
{
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
//GetLastError()函数返回ERROR_IO_PENDING,表明串口正在进行读操作
{
WaitForSingleObject(m_osRead.hEvent,2000);
//使用WaitForSingleObject函数等待,直到读操作完成或延时已达到2秒钟
//当串口读操作进行完毕后,m_osRead的hEvent事件会变为有信号
PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
return dwBytesRead;
}
return 0;
}
PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
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:
BOOL ClearCommError(
HANDLE hFile,
// 串口句柄
LPDWORD lpErrors,
// 指向接收错误码的变量
LPCOMSTAT lpStat
// 指向通讯状态缓冲区
);
该函数获得通信错误并
报告
软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载
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:
typedef struct _COMSTAT { // cst
DWORD fCtsHold : 1; // Tx waiting for CTS signal
DWORD fDsrHold : 1; // Tx waiting for DSR signal
DWORD fRlsdHold : 1; // Tx waiting for RLSD signal
DWORD fXoffHold : 1; // Tx waiting, XOFF char rec''d
DWORD fXoffSent : 1; // Tx waiting, XOFF char sent
DWORD fEof : 1; // EOF character sent
DWORD fTxim : 1; // character waiting for Tx
DWORD fReserved : 25; // reserved
DWORD cbInQue; // bytes in input buffer
DWORD cbOutQue; // bytes in output buffer
} 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:
char lpInBuffer[1024];
DWORD dwBytesRead=1024;
BOOL bReadStatus;
DWORD dwErrorFlags;
COMSTAT ComStat;
OVERLAPPED m_osRead;
ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
if(!ComStat.cbInQue)
return 0;
dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue);
bReadStatus=ReadFile(hCom, lpInBuffer,dwBytesRead,
&dwBytesRead,&m_osRead);
if(!bReadStatus) //如果ReadFile函数返回FALSE
{
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
{
GetOverlappedResult(hCom,
&m_osRead,&dwBytesRead,TRUE);
// GetOverlappedResult函数的最后一个参数设为TRUE,
//函数会一直等待,直到读操作完成或由于错误而返回。
return dwBytesRead;
}
return 0;
}
return dwBytesRead;
异步写串口的示例代码:
char buffer[1024];
DWORD dwBytesWritten=1024;
DWORD dwErrorFlags;
COMSTAT ComStat;
OVERLAPPED m_osWrite;
BOOL bWriteStat;
bWriteStat=WriteFile(hCom,buffer,dwBytesWritten,
&dwBytesWritten,&m_OsWrite);
if(!bWriteStat)
{
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
{
WaitForSingleObject(m_osWrite.hEvent,1000);
return dwBytesWritten;
}
return 0;
}
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:
BOOL CloseHandle(
HANDLE hObject; //handle to object to close
);
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:
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:
// TODO: Add extra initialization here
hCom=CreateFile("COM1",//COM1口
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
0, //独占方式
NULL,
OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
0, //同步方式
NULL);
if(hCom==(HANDLE)-1)
{
AfxMessageBox("打开COM失败!");
return FALSE;
}
SetupComm(hCom,100,100); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024
COMMTIMEOUTS TimeOuts;
//设定读超时
TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;
TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;
TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;
//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。
//设定写超时
TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;
TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;
SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时
DCB dcb;
GetCommState(hCom,&dcb);
dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600
dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位
dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位
dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位
SetCommState(hCom,&dcb);
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:
void CRS485CommDlg::OnSend()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
// 在此需要简单介绍百特公司XMA5000的通讯协议:
//该仪表RS485通讯采用主机广播方式通讯。
//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)
//如:读仪表显示的瞬时值,主机发送:DC1 AAA BB ETX
//其中:DC1是标准ASCII码的一个控制符号,码值为11H(十进制的17)
//在XMA5000的通讯协议中,DC1表示读瞬时值
//AAA是从机地址码,也就是XMA5000显示仪表的通讯地址
//BB为通道号,读瞬时值时该值为01
//ETX也是标准ASCII码的一个控制符号,码值为03H
//在XMA5000的通讯协议中,ETX表示主机结束符
char lpOutBuffer[7];
memset(lpOutBuffer,''\0'',7); //前7个字节先清零
lpOutBuffer[0]=''\x11''; //发送缓冲区的第1个字节为DC1
lpOutBuffer[1]=''0''; //第2个字节为字符0(30H)
lpOutBuffer[2]=''0''; //第3个字节为字符0(30H)
lpOutBuffer[3]=''1''; // 第4个字节为字符1(31H)
lpOutBuffer[4]=''0''; //第5个字节为字符0(30H)
lpOutBuffer[5]=''1''; //第6个字节为字符1(31H)
lpOutBuffer[6]=''\x03''; //第7个字节为字符ETX
//从该段代码可以看出,仪表的通讯地址为001
DWORD dwBytesWrite=7;
COMSTAT ComStat;
DWORD dwErrorFlags;
BOOL bWriteStat;
ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL);
if(!bWriteStat)
{
AfxMessageBox("写串口失败!");
}
}
void CRS485CommDlg::OnReceive()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
char str[100];
memset(str,''\0'',100);
DWORD wCount=100;//读取的字节数
BOOL bReadStat;
bReadStat=ReadFile(hCom,str,wCount,&wCount,NULL);
if(!bReadStat)
AfxMessageBox("读串口失败!");
PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
m_disp=str;
UpdateData(FALSE);
}
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:
void CRS485CommDlg::OnClose()
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
CloseHandle(hCom);
//程序退出时关闭串口
CDialog::OnClose();
}
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:
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:
hCom=CreateFile("COM1",//COM1口
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
0, //独占方式
NULL,
OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, //重叠方式
NULL);
if(hCom==(HANDLE)-1)
{
AfxMessageBox("打开COM失败!");
return FALSE;
}
SetupComm(hCom,100,100); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是100
COMMTIMEOUTS TimeOuts;
//设定读超时
TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;
TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;
TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;
//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。
//设定写超时
TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;
TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;
SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时
DCB dcb;
GetCommState(hCom,&dcb);
dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600
dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位
dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位
dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位
SetCommState(hCom,&dcb);
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:
void CRS485CommDlg::OnSend()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
OVERLAPPED m_osWrite;
memset(&m_osWrite,0,sizeof(OVERLAPPED));
m_osWrite.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
char lpOutBuffer[7];
memset(lpOutBuffer,''\0'',7);
lpOutBuffer[0]=''\x11'';
lpOutBuffer[1]=''0'';
lpOutBuffer[2]=''0'';
lpOutBuffer[3]=''1'';
lpOutBuffer[4]=''0'';
lpOutBuffer[5]=''1'';
lpOutBuffer[6]=''\x03'';
DWORD dwBytesWrite=7;
COMSTAT ComStat;
DWORD dwErrorFlags;
BOOL bWriteStat;
ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,
dwBytesWrite,& dwBytesWrite,&m_osWrite);
if(!bWriteStat)
{
if(GetLastError