WIN32 对串口编程

DCB 结构:

在应用WIN32  API 对串口进行编程时, 必定会使用到DCB 结构. 下面的DCB 结构的一些介绍.

首先是DCB 结构.

typedef

struct _DCB {  

        DWORD DCBlength;           

        DWORD BaudRate;            

        DWORD fBinary: 1;          

        DWORD fParity: 1;          

        DWORD fOutxCtsFlow:1;      

        DWORD fOutxDsrFlow:1;      

        DWORD fDtrControl:2;       

        DWORD fDsrSensitivity:1;  

        DWORD fTXContinueOnXoff:1; 

        DWORD fOutX: 1;            

        DWORD fInX: 1;             

        DWORD fErrorChar: 1;       

        DWORD fNull: 1;            

        DWORD fRtsControl:2;       

        DWORD fAbortOnError:1;     

        DWORD fDummy2:17;         

        WORD wReserved;            

WORD XonLim;


        WORD XoffLim;               

        BYTE ByteSize;              

        BYTE Parity;                

        BYTE StopBits;              

        char XonChar;               

        char XoffChar;              

        char ErrorChar;             

        char EofChar;               

        char EvtChar;               

        WORD wReserved1;         

} DCB;

在这个结构中, 共有28个变量, 我把这些成员归类为几种.

1.  串口的基本设置

1) DWORD BaudRate;波特率设置。

2) BYTE ByteSize;数据位设置。

3) DWORD fParity:1;                  TRUE时, 支持奇偶检验。

4) BYTE Parity;奇偶检验位的设置

5) BYTE StopBits;停止位的设置

2. 流控制(Flow Control) 的设置

流控制分为硬件流控制和软件流控制。 而硬件流控制又分为RTS/CTS和DTR/DSR两种。而软件流控制, 则是Xon/Xoff。

DTR/DSR 硬件流控制:

1) DWORD fOutxDsrFlow:1;TRUE时,支持DSR流控制。 当DSR为OFF时,停止发送。 

2)DWORD fDtrControl:2;DTR设置。 (置高/置低...)

fDTRControlDTR_CONTROL_Disable :  使DTR为 off.

DTR_CONTROL_Enable :  使DTR 为 on. 

DTR_CONTROL_HANDSHAKE : DTR 硬件流控.

3) DWORD fDsrSensitivity:1;TRUE时,当DSR为OFF,则接收端忽略所有字符。  

RTS/CTS 硬件流控制:

4) DWORD fOutxCtsFlow:1;TRUE时,支持CTS流控制。 当CTS为OFF时,停止发送。

5) DWORD fRtsControl:2;RTS设置。 (置高/置低...)

fRTSControlRTS_CONTROL_DISABLE : 使RTS保持 off

RTS_CONTROL_ENABLE : 使RTS保持on

RTS_CONTROL_HANDSHAKE :  RTS 硬件流控

RTS_CONTROL_TOGGLE : 485通讯RTS自动流控


     Xon/Xoff 软件流控制:

     6) DWORD fOutX: 1;发送端支持Xon/Xoff。收到Xoff停止发送,收到Xon重新开始

     7) DWORD fInX: 1;                         接收端支持Xon/Xoff。当FIFO中字节超过XoffLim时发送Xoff, 当FIFO中少于XonLim时发送Xon. 

     8) WORD XonLim;                          当接收Buffer中的字符减少到XonLim规定的字符数, 就发送Xon字符,让对方继续发送。

     9) WORD XoffLim;                          接收Buffer达到XoffLim规定的字符数, 就发送Xoff字符, 让对方停止发送。

     10)char XonChar;                          Xon 字符。 

     11)charXoffChar;Xoff 字符。

     12)DWORD fTXContinueOnXoff:1;TRUE时,不管接收端是否Xoff, 本方发送端持续发送。 (也就是本方的发送端, 与本方接收端Xon/Xoff是相互独立的)。若为False 时,则当接收端buffer 达到XoffLim时,发送端发送完Xoff字符后,就停止发送。 


3.  Error 情况处理

1) DWORD fErrorChar:1;TRUE时,若fParity为TRUE, 则用ErrorChar替换Parity Check错误的字符。 

2) DWORD fAbortOnError:1; TRUE时,发生错误时停止读写操作。

3)char ErrorChar;         Parity Check 错误时,替换的字符。 


4. 其他参数

1) DWORD DCBlength;

DCB结构的长度(以字节为单位)

2) DWORD fBinary:1;二进制模式。(必须为1 )

3) DWORD fNull:1;TRUE时,接收时去掉空字节(0x0)

4)char EofChar;EOF替代字符

5)charEvtChar;事件触发字符

6)DWORD fDummy2:17;  保留

     7) WORD wReserved;                  保留

8) WORD wReserved1;保留

COMMTIMEOUTS结构:

在WIN32  API编程中,除了DCB结构之外,还需要了解COMMTIMEOUTS结构.这个结构是为了读写串口的超时而设置的. 

COMMTIMEOUTS结构如下:   


  typedef   struct   _COMMTIMEOUTS   {     

  DWORD   ReadIntervalTimeout;                 //任意相邻连个字符之间的超时设置

  DWORD   ReadTotalTimeoutMultiplier;        //读操作总的超时时间的系数 

  DWORD   ReadTotalTimeoutConstant;       //读操作总的超时时间的修正常量

  DWORD   WriteTotalTimeoutMultiplier;       //写操作总的超时时间的系数

  DWORD   WriteTotalTimeoutConstant;       //写操作总的超时时间的修正常量

  }   COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;     



    ReadIntervalTimeout:两相邻字符之间最大的延时。当读串口数据时,一旦两个字符传输的时间间隔超过该时间,读函数将返回现有的数据。设置为0表示该参数不起作用。     


    ReadTotalTimeoutMultiplier:读操作总的超时事件的系数。 这个变量是不能单独使用的。 必须和ReadTotalTimeoutConstant 一起使用才有效果。    


    ReadTotalTimeoutConstant:读操作总的超时时间的修正常量。 这个变量也是不能单独使用的。必须和ReadTotalTimeoutMultiplier一起使用才有效果。 


    WriteTotalTimeoutMultiplier:写操作总的超时事件的系数。 这个变量是不能单独使用的。 必须和WriteTotalTimeoutConstant 一起使用才有效果。   


    WriteTotalTimeoutConstant:写操作总的超时时间的修正常量。 这个变量也是不能单独使用的。必须和WriteTotalTimeoutMultiplier一起使用才有效果。

       在整个串口的读写操作中, 存在着两种超时设置。一种是间隔超时, 一种是总超时。 这两种超时是独立存在,互不影响的。 

      间隔超时, 只在读操作中存在。就是ReadIntervalTimeout。 当读操作中,前后两个字符之间的时间间隔超过时,读操作就结束了。举例来说,你一次读取8个字符,但是在你读取了第一个字符之后,在读取第二个字符时,间隔超时了,那么读操作就结束了, 这样整个操作就只读取了1个字节。 即使, 你的总时间没有超时。 

       另一种超时,就是总超时。 这里有一个公式。 

       总的读/写超时时间 = Read(Write)TotalTimeoutMultiplier x 要读/写的字节数 + Read(Write)TotalTimeoutConstant. 

       这里要说明的一点,要读/写的字节数是从哪里来的。 这个是从ReadFile 或者WriteFile 函数中定义的。

       在读操作时, 若当前所花读取时间已经超过了总的超时设置, 则读操作就结束了。即使, 每两个字符之间的间隔没有超时。 举例来说, 若总共读取8个字节。 间隔设置为8ms, 总超时系数为3ms,总超时常数为3ms。 则总的超时时间为3*8+3=27ms。若每个字符读取的间隔为7ms, 则这次操作总共能读取4个字符。 就结束了。因为读取第5个字符时, 已经需要35ms, 超过总超时时间了。

下面来讨论一下这几个参数的设定:

将ReadIntervalTimeout设置为MAXDWORD,将ReadTotalTimeoutMultiplier   和ReadTotalTimeoutConstant设置为0,表示读操作将立即返回存放在输入缓冲区的字符。   

将ReadIntervalTimeout设置为MAXDWORD,将ReadTotalTimeoutMultiplier   和ReadTotalTimeoutConstant设置为MAXDWORD, 表示读操作会一直等待直到所需要读取的字节数全部接收到为止。 (大家可以把MAXDWORD 认为是永远)

将ReadIntervalTimeout设置为0, 则不使用间隔超时, 只考虑总超时设置。

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   输入缓冲区中的字节数 (这部分的缓冲区是在函数 setupcom 设定的缓冲区大小,属于软件buffer)

    DWORD cbOutQue;       // bytes in output buffer   输出缓冲区中的字节数(这部分的缓冲区是在函数 setupcom 设定的缓冲区大小,属于软件buffer)

} COMSTAT, *LPCOMSTAT;

ClearCommError函数:

Windows系统利用此函数清除硬件的通讯错误以及获取通讯设备的当前状态,ClearCommError函数的第一个参数hFile是由CreateFile函数返回指向已打开串行口的句柄。第二个参数指向定义了错误类型的32位变量。第三个参数指向一个返回设备状态的控制块COMSTAT。如果函数调用成功,则返回值为非0;若函数调用失败,则返回值为0

ClearCommError(hComm,&dwError,&cs);//获取端口状态

cs.cbInQue就是串口缓冲区数据字节数

SetupComm

该函数初始化一个指定的通信设备的通信参数。

BOOL SetupComm(

HANDLE hFile,

DWORD dwInQueue,

DWORD dwOutQueue

);

参数

hFile

[IN]通讯设备句柄。

CreateFile函数返回此句柄。

dwInQueue

[in]指定推荐的大小,以字节为单位,对设备的内部输入缓冲区。

dwOutQueue

[in]指定推荐的大小,以字节为单位,对设备的内部输出缓冲区。

返回值

非零表示成功。零表示失败。 要获得更多错误信息,调用GetLastError函数

PurgeComm()

PurgeComm()函数--清空缓冲区

该函数原型:

BOOL PurgeComm(HANDLE hFile,DWORD dwFlags )

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 终止所有正在进行的字符输出操作,完成一个正处于等待状态的重叠i/o操作,他将产生一个事件,指明完成了写操作

PURGE_RXABORT 终止所有正在进行的字符输入操作,完成一个正在进行中的重叠i/o操作,并带有已设置得适当事件

PURGE_TXCLEAR 这个命令指导设备驱动程序清除输出缓冲区,经常与PURGE_TXABORT 命令标志一起使用

PURGE_RXCLEAR 这个命令用于设备驱动程序清除输入缓冲区,经常与PURGE_RXABORT 命令标志一起使用

API函数:

在进行串口通信时,经常需要用到下列一些API函数:

 setupcom(): 设定的缓冲区大小;

CreateFile():用于打开一个文件访问串口;

GetCommState():获取串口的当前配置,放入DCB中;

SetCommState():根据DCB信息配置串口参数;

SetCommTimeouts():设置串口读写操作的超时时间;

ReadFile():从串口的输入缓冲区读取数据;

WriteFile():向串口的输出缓冲区写入数据;

SetCommMask():监视指定通信资源上的事件;

WaitCommEvent():等待通信事件发生;

CloseHandle():关闭由CreateFile函数打开的串口。

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