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喜随乌
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1 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

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

3 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 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

4 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 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 :EV_BREAK EV_CTS EV_DSR EV_ERR EV_RING EV_RLSD EV_RXCHAR EV_RXFLAG EV_TXEMPTY 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

5 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 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 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

6 2. 例程在笔者的深入浅出 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, 以进一步加深理解利用 WIN API 进行串口通信对话框上控件对应的资源文件 (.RC) 中的内容如下 : BEGIN EDITTEXT IDC_RECV_EDIT,28,119,256,46,ES_AUTOHSCROLL GROUPBOX " 发送数据 ",IDC_STATIC,19,15,282,70 GROUPBOX " 接收数据 ",IDC_STATIC,19,100,282,80 EDITTEXT IDC_SEND_EDIT,29,33,214,39,ES_AUTOHSCROLL PUSHBUTTON " 清除 ",IDC_CLEAR_BUTTON,248,33,50,14 PUSHBUTTON " 发送 ",IDC_SEND_BUTTON,248,55,50,14 END 而整个对话框的消息映射 ( 描述了消息及其对应的行为 ) 如下 : BEGIN_MESSAGE_MAP(CSerialPortAPIDlg, CDialog) //AFX_MSG_MAP(CSerialPortAPIDlg) ON_WM_SYSCOMMAND() ON_WM_PAINT()

7 ON_WM_QUERYDRAGICON() ON_BN_CLICKED(IDC_CLEAR_BUTTON, OnClearButton) ON_BN_CLICKED(IDC_SEND_BUTTON, OnSendButton) ON_MESSAGE(COM_RECVDATA, OnRecvData) //AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP() 我们为 IDC_SEND_EDIT 和 IDC_RECV_EDIT 编辑框控件分别添加了一个 CString 变量 m_recv 和 m_send, 下面的代码描述了这一行为 : class CSerialPortAPIDlg : public CDialog // Construction public: CSerialPortAPIDlg(CWnd* pparent = NULL // standard constructor // Dialog Data //AFX_DATA(CSerialPortAPIDlg) enum IDD = IDD_SERIALPORTAPI_DIALOG ; CString m_recv; //IDC_RECV_EDIT 控件对应的变量 CString m_send; //IDC_SEND_EDIT 控件对应的变量 //AFX_DATA // ClassWizard generated virtual function overrides //AFX_VIRTUAL(CSerialPortAPIDlg) protected: virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pdx // DDX/DDV support //AFX_VIRTUAL // Implementation protected: BOOL OpenSerialPort1( HICON m_hicon; // Generated message map functions //AFX_MSG(CSerialPortAPIDlg) virtual BOOL OnInitDialog( afx_msg void OnSysCommand(UINT nid, LPARAM lparam afx_msg void OnPaint( afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon( afx_msg void OnClearButton( afx_msg void OnSendButton( afx_msg void OnRecvData(WPARAM wparam, LPARAM lparam

8 ; //AFX_MSG DECLARE_MESSAGE_MAP() CSerialPortAPIDlg::CSerialPortAPIDlg(CWnd* pparent /*=NULL*/) : CDialog(CSerialPortAPIDlg::IDD, pparent) //AFX_DATA_INIT(CSerialPortAPIDlg) // 在构造函数中初始化变量 m_recv = _T("" // 在构造函数中初始化变量 m_send = _T("" //AFX_DATA_INIT // Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hicon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME // 建立编辑框控件和变量之间的映射 void CSerialPortAPIDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pdx) CDialog::DoDataExchange(pDX //AFX_DATA_MAP(CSerialPortAPIDlg) DDX_Text(pDX, IDC_RECV_EDIT, m_recv DDX_Text(pDX, IDC_SEND_EDIT, m_send //AFX_DATA_MAP 在对话框的 OnInitDialog() 函数中, 我们启动窗口监听线程并将主窗口句柄传递给线程控制函数 : BOOL CSerialPortAPIDlg::OnInitDialog() CDialog::OnInitDialog( // Add "About..." menu item to system menu. // IDM_ABOUTBOX must be in the system command range. ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000 CMenu* psysmenu = GetSystemMenu(FALSE if (psysmenu!= NULL) CString straboutmenu;

9 straboutmenu.loadstring(ids_aboutbox if (!straboutmenu.isempty()) psysmenu->appendmenu(mf_separator psysmenu->appendmenu(mf_string, IDM_ABOUTBOX, straboutmenu // Set the icon for this dialog. The framework does this automatically // when the application's main window is not a dialog SetIcon(m_hIcon, TRUE // Set big icon SetIcon(m_hIcon, FALSE // Set small icon // TODO: Add extra initialization here // 启动串口监视线程 DWORD threadid; hcommthread = ::CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)SerialPort1ThreadProcess, AfxGetMainWnd()->m_hWnd, 0, &threadid if (hcommthread == NULL) ::AfxMessageBox(" 创建串口 1 处理线程失败 " ::PostQuitMessage(0 return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control //" 清除 " 按钮函数 void CSerialPortAPIDlg::OnClearButton() // TODO: Add your control notification handler code here m_send = ""; UpdateData(false // 发送数据函数 (" 发送 " 按钮函数 ) void CSerialPortAPIDlg::OnSendButton() // TODO: Add your control notification handler code here UpdateData(true DWORD wcount = 0; WriteFile(hCom, m_send, m_send.getlength(), &wcount, NULL// 发送数据

10 // 接收数据后 ( 通过监听线程发来的用户自定义消息 ) 显示 void CSerialPortAPIDlg::OnRecvData(WPARAM wparam, LPARAM lparam) CString recvstr((char *)wparam m_recv += recvstr; UpdateData(false 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;

11 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, 互相进行收发下面的抓图显示本程序工作正确, 发送和接收字符准确无误

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