Linux与Windows串口通信

      串口是常用的计算机与外部串行设备之间的数据传输通道，由于串行通信方便易行，所以应用广泛。现在国际上不断有串口新技术及新规格推出，结合社会各方面需要，串口通信发展的空间庞大。串口通讯技术因其自身的优势和特性，及计算机技术的广泛应用深入到生活和生产的各个领域，世界上数以亿计的通讯设备都以串口通讯的方式。在进行着数据的传输。在一个应用系统中，同时使用Windows和Linux操作系统，合理地分配资源，各取所长，是实现系统高性能的有效途径。为了使两个不同操作系统能协同工作，实现资源和数据共享，需要在两者问进行通信。本课题分别研究Linux操作系统与Window操作系统平台下串口通信程序设计。串口通信程序设计的主要模块分别采用Visual C++6．0编程环境与Unux进行开发。本文同时给出了两种编程环境中串口通信程序设计相同点与相异点，以及它们的比较。

1、开发环境
1．1硬件环境
能运行Windows 9X／2000／XP和Linux系统的PC机，配有两个串行口或者是两台配有串行口的PC机，RS232串口连接线。
1．2软件环境
Visual C++6．0，GCC编程器，Windows9X／2000／XP操作系统和Liunx操作系统。
1．3设计原理图
PCI运行Windows系统，PCII运行Linux系统。他们通过RS232串行线连接实现跨平台间的串口通信。

2 、Windows平台下串口通信程序设计
2·1 打开串口
嵌入式软件开发，系统集成。用CreateFile函数来打开串El句柄，首先看到，该类中的串口句柄为HANDLE in—hComm；该句柄在应用CreateFile()函数创建后，就得到了指定了的串口句柄，其后，几乎所有的函数要对串口进行操作时，必须通过ITI—hComm进行。因为串口句柄在打开时，设置了异步(重叠)I／O操作方式，冈此，必须对串口的超时做出说明，并在对超时变量进行设置。
2．2设置串口
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。
2．3建立线程
在主线程中写数据，因为写是可以控制的，而读的时候不知道数据什么时候会到，所以要建立一个线程专门用来读线程。在这个线程中，循环地用ReadFile函数读串口，同时用WaitCommEvent函数检测线路状态。建立读线程需要用到的函数较多：ReadFile，如果要检测通信状态，如CTS信号，Ringln等等，则用SetCommMask，WaitCommEvent，ClearCommError。在SerialPor类中，监测线程函数为CommThread函数。在SerialPort：：CommThread()函数中：首先利用PurgeComm函数清空缓冲区，调用通信事件监测函数。在监测事件时，如果异步操作不能立即完成，则该函数返回FALSE(0)，并GetLastError函数返回ERROR—IO—PENDING，表明该操作在后台执行。发生这种情况时，系统在WaitCommEvent函数返回之前将OVERLAPPED结构中的成员hEvent参数值设置为无信号状态，之后等到特定通信事件或发生错误时，系统再将其设置为有信号状态。所以只要有字符到达，就会产生事件。当监测到是读事件的时候，就调用ReceiveChar函数去接收数据；当监测到是写事件的时候，就调用WriteChar函数就发送数据。调用EnterCriticalSection函数来获得串口的Critical Section，保证本进程中没有其他函数或线程使用本串口资源。用ReadFile函数读出缓冲区中的字节数，ReadFile(HANDLE nl—hcom，LPVOID RXBuff，DWORD dwlenth．LPDWORD&BytesRead，LPOVERLAPPED
mov)；参数RXBuff指向接收缓冲区，dwlenth指明要从串口读取的字节数，在此设置为1，BytesRead指明实际从串口设备中读出的字节数，ITI—OV指向异步I／0结构。
2．4读写串口
使用ReadFile和WriteFile读写串口，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／0操作在后台进行。ReadFile函数只要在串口输入缓冲区中读人指定数量的字符，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。
2．5关闭串口
调用ClosePort()函数来关闭串口。

3 、Linux平台下串口通信程序设计
3．1打开串口
在Linux下串口文件是位=J=／dev下，串口l为／dev／ttySO，串口2为／dev／ttySl，通过调用open()打开串口设备，返回一个整形文件句柄，以后所有的端口操作都针对这个句柄进行。如果open()出错，则返回．1。open()函数带有2个参数，其中参数1为要打开的设备文件名，参数2为打开方式。
3．2设置串口
进行串口操作之前，先要对串口通讯的波特率、校验位、输A／输出方式等参数进行设置。Linux下的串口设置实际上是根据POSIX规范来设置的。POSIX规范是由IEEE提出的，用于定义一系列可移植的操作系统接口。串口设置的所有参数都包含在Termios结构中。Linux提供了两个函数对termios进行操作，它们是tcgetattr()和tcsetattr()。tcgetattr()函数获得指定串口的设置情况，tesetattr()函数用来设置串口的参数。
3．3读写串口
串口配置完成后，把串口当作文件来读写。调用write()函数读写端口，返回实际读写的字节数，如果有错误发生则返回一1。在主线程中写数据，因为写是可以控制的，write
(fd，&WriteData，sizeof(WriteData))；而读的时候不知道数据什么时候会到，所以要建立一个线程专门用来读数据，在这个线程中，循环地用Read读串口。在程序结束时关闭串口close(fd)。串口配置完成后，把串口当作文件来读写。调用read()函数读写端口，返回实际读写的字节数，如果有错误发生则返回一1。
3．4关闭串口
关闭串口就是关闭文件。使用close()关闭打开的串口，唯一的参数是打开串口的文件描述符。

4 、Windows和Linux串口通信的异同
4．1 Windows和Linux串口通信的相同点
Windows和Linux启动时均自动检测到标准的串口设备，而且对串口的打开、关闭、读取和写人所用的函数与操作文件的函数都是相同的。访问串口的几个简单步骤是：
(1)打开串口设备，获取Handle；
(2)设置串口通信参数(Windows是设置结构体DCB，Linux是设置结构体Termios)，串口通信初始化设置，包括数据位、波特率、流量控制等参数；
(3)准备发送／接收数据；
(4)数据的发送／接收；
(5)关闭使用的串口设备。
此外，在Linux下有许多XWindows开发工具。
4．2 Windows和Linux串口通信的不同点
在Linux下实现串口通信编程和Windows环境不太一样：Linux的串口结合了很多终端特性(比如在，I，IY模式下会自动处理某些字符终端控制符)，与Windows的方式有很大的差异。添加扩展的多口串行通信卡时，Windows则是通过控制面板添加新硬件来完成的，Linux下是通过在系统启动的配置脚本中配置／ete／serial．conf文件完成的。在打开串口时，Windows则需要提供串口的逻辑名，如COMl；Linux需要提供的是串口的路径及名称，且区分大小写，女fl／dev／ttySO。Linux支持NONE，EVEN，ODD和SPACE四种校验，而Windows除此之外还支持MASK。在Linux下，奇偶产生和检测(PARENB)及输入奇偶性检验(INPCK)是不同的两件事：奇偶位的产生和检测是对输出字符产生奇偶位；输入奇偶性检验则是对输入字符验证其奇偶性。Windows的停止位只有1位、1．5位和2位三种，Linux没有1．5位。Linux支持输入和输出的波特率不同，可以分开设置。在通过串口传输文件的时候要注意，Linux中的文件行结束符是换行符(ASCIll3)，而在Windows下是回车换行符(ASCIIIO／ASCIll3)。
参考链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kxjsygc200903041.aspx