串口 同步和异步 理解

本文主要三大块：一，串口同步和异步在底层通信上的区别（这部分点到为止，不是主要探讨内容，有个基本理解即可）。

                             二，串口同步和异步编程实例及详解（主要部分）。

                             三，串口同步和异步的作用（着眼当下，理解为什么一定要区分串口的同步和异步，其作用到底有什么不同）。

一：异步通信和同步通信
 

串行通信进行数据传送时是将要传送的数据按二进制位，依据一定的顺序逐位发送到接收方。其有两种通信方式：

 

1、 异步通信

 

异步通信是我们最常采用的通信方式，我们后面的例子都是采用的异步通信方式。异步通信采用固定的通信格式，数据以相同的帧格式传送。如图7-3所示，每一帧由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。

 

 

 

在通信线上没有数据传送时处于逻辑“1”状态。当发送设备发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传向接收设备，当接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据信号。因此，起始位所起的作用就是表示字符传送开始。

 

起始位后面紧接着的是数据位，它可以是5位、6位、7位、或8位。数据传送时，低位在前。

 

奇偶校验位用于数据传送过程中的数据检错，数据通信时通信双方必须约定一致的奇偶校验方式。就数据传送而言，奇偶校验位是冗余位，但它表示数据的一种性质。也有的不要校验位。

 

在奇偶校验位或数据位后紧接的是停止位，停止位可以是一位、也可以是1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一字符作好准备。若停止位后不是紧接着传送下一个字符，则让线路保持为“1”。“1”表示空闲位，线路处于等待状态。存在空闲位是异步通信的特性之一。

 

2、 同步通信

 

同步通信时，通信双方共用一个时钟，这是同步通信区分于异步通信的最显著的特点。在异步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，以致占用了时间。所以在数据块传送时，为提高通信速度，常去掉这些标志，而采用同步通信。同步通信中，数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1～2个），并由时钟来实现发送端和接收端的同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到一块数据传送完毕。同步传送时，字符之间没有间隙，也不要起始位和停止位，仅在数据开始时用同步字符SYNC来指示，其数据格式见图7-4。

 

 

 

同步通信和异步通信相比有以下特点：

 

1.以同步字符作为传送的开始，从而使收发双方取得同步。

 

2.每位占用的时间相等。

 

3.字符数据之间不允许有空位，当线路空闲或没字符可发时，发送同步字符。

同步字符的插入可以是单同步字符或双同步字符，如图7-4所示同步字符也可以由用户约定，当然也可以采用ASCII码中规定的SYN代码，即16H。

在同步传送时，要求用时钟来实现发送端和接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要传送同步时钟。

同步通信虽然可以提高传送速度，可达56Kb/s或更高，但实现起来颇为复杂，因此实际较少使用。

 

 波特率和接收发送时钟

 

1． 波特率（Baud rate）

 

波特率是指数据传送时，每秒传送数据二进制代码的位数，它的单位是位/秒（b/s）。1波特就是一位每秒。假设数据传送速率是每秒120字符，而每个字符格式包括10个代码位（1个起始位、一个终止位、8个数据位），这时传送的波特率为：

 

10× 120 = 1200b/s

 

位传送时间宽度Td＝波特率的倒数，则上式中的Td＝1/1200s＝0.883ms。

 

在异步串行通信中，接收设备和发送设备保持相同的传送波特率，并以每个字符数据的起始位与发送设备保持同步。起始位。数据位。奇偶位和停止位的约定，在同一次传送过程中必须保持一致，这样才能成功的传送数据。

 

2.接收/发送时钟

 

二进制数据系列在串行传送过程中以数字信号波形的形式出现。不论接收还是发送，都必须有时钟信号对传送的数据进行定位。接收/发送时钟就是用来控制通信设备接收/发送字符数据速度的，该时钟信号通常由外部时钟电路产生。

 

在发送数据时，发送器在发送时钟的下降沿将移位寄存器的数据串行移位输出；在接收数据时，接收器在接收时钟的上升沿对接收数据采样，进行数据位检测，

如图7-5所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

接收/发送时钟频率与波特率有如下关系：

 

收/发时钟频率 ＝ n × 收/发波特率

n＝1，16，64

 

在同步传送方式，必须取n＝1，即接收/发送时钟的频率等于收/发波特率。在异步传送方式，n＝1,16,64,即可以选择接收/发送时钟频率是波特率的1,16,64倍。因此可由要求的传送波特率及所选择的倍数n来确定接收/发送时钟的频率。

 

例如，若要求数据传送的波特率为300Baud，则

接收/发送时钟频率＝300Hz（n＝1）

接收/发送时钟频率＝4800Hz（n＝16）

接收/发送时钟频率＝19.2kHz（n＝64）

 

接收/发送时钟的周期Tc与传送的数据位宽之间的关系是：

 

Tc＝ Td / n

 

若取n＝16,那么异步传送接收数据实现同步的过程如下：接收器在每一个接收时钟的上升沿采样接收数据线，当发现接收数据线出现低电平时就认为是起始位的开始，以后若在连续撤8个时钟周期（因n＝16,故Td＝16Tc）内检测到接收数据线仍保持低电平，则确定它为起始位（不是干扰信号）。通过这种方法，不仅能够排除接收线上的噪声干扰，识别假起始位，而且能够相当精确的确定起始位的中间点，从而提供一个正确的时间基准。从这个基准算起，每隔16Tc采样一次数据线，作为输入数据。一般来说，从接收数据线检测到一个下降沿开始，若其低电平能保持n/2Tc（半位时间），则确定为起始位，其后每隔nTc时间（一个数据时间）在每个数据位的中间点采样。

 

由此可见，接收/发送时钟对于收/发双方之间的数据传输达到同步是至关重要的

二：win32 串口同步和异步编程

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()==ERROR_IO_PENDING)
  {
   WaitForSingleObject(m_osWrite.hEvent,1000);
  }
 }

}

void CRS485CommDlg::OnReceive()
{
 // TODO: Add your control notification handler code here
 OVERLAPPED m_osRead;
 memset(&m_osRead,0,sizeof(OVERLAPPED));
 m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);

 COMSTAT ComStat;
 DWORD dwErrorFlags;
 
 char str[100];
 memset(str,''/0'',100);
 DWORD dwBytesRead=100;//读取的字节数
 BOOL bReadStat;

 ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
 dwBytesRead=min(dwBytesRead, (DWORD)ComStat.cbInQue);
 bReadStat=ReadFile(hCom,str,
  dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead);
 if(!bReadStat)
 {
  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);
 m_disp=str;
 UpdateData(FALSE);
}

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();
}

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。

三：这部分摘自csdn的一篇论坛提问

同步时ReadFile会死等，但是异步的WaitForSingleObject不也会造成死等，这两种操作如果放在同一线程中有何区别呢？

如果你只强调在一个线程中使用的效果
那一样
就像用菜刀砍死一个人和用原子弹炸死一个人
从杀死一个人的角度
菜刀和原子弹没有区别

同步状态下时ReadFile这个函数只有等到读完之后才会返回，这就相当于阻塞了。
异步状态下不是，对于ReadFileEx来说，当读写工作完成之后，会自动调用
BOOL ReadFileEx(
  HANDLE hFile,
  LPVOID lpBuffer,
  DWORD nNumberOfBytesToRead,
  LPOVERLAPPED lpOverlapped,
  LPOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine
);
中由第五个参数指定的回调函数。

如果像你上面所说的，那确实是同步和异步的差别，但是看到大部分没有用这种，而且用wait，所以我认为用wait跟同步没有什么区别

刚才看了一下，确实有用ReadFile加WaitFor...函数配合来完成异步读写的。不过这也没有什么问题啊，异步读写调用ReadFile时也是一调用即返回，至于要用WaitF...函数等待那是逻辑上的需求。
我个人感觉用回调函数应该更合理一些。

我认为应该也是这样才对，可似乎网上资料都是wait，真是奇怪，难道大家用异步都是这样用不觉得有问题

异步的好处很多，当系统出现异常时，异步方式会更好的控制局面

 响应消息1    //来数据了

ReadFile -> 处理数据(存盘，转发........)

响应消息2

消息1和消息2相差time1
处理数据平均需要time2

如果time1>time2,怎么写都可以
如果time1

不排除有这可能，但如果你用了time1

并不是用了time1
如果个别数据处理很费时，你就必须采用异步方式 ，并且要新开个线程，新建buf来处理数据，这样才能一边接收一边处理

如果处理数据的时间相对于接收时间间隔来说可以忽略不计，直接处理就行了

我经常这样使用，开一线程同步ReadFile，读取到后放在某个缓冲区，另开线程解析（前提是通讯协议加帧头和帧尾），但是遇到应答方式通讯的协议的话，这种处理应该不是很合理，但如果同一线程中用异步WaitForSingleObject似乎跟同步区别不大。用回调肯定是个好办法

总结下：我个人理解，首先在底层通信上的不同导致在编程时有异步和同步的选择；其次异步通信旨在让函数运行更灵活（回调是一种体现，利用空闲时间做解析操作也是一种体现），具体还要自己编程运用到才能更好的理解。

这方面的心得以后还会继续完善更新。。。