c语言 串口上位机,VC串口上位机编程学习笔记
第二 让串口按我们的要求进行读写
串口工作环境地建立比较程式化，一步一步做完即可。那怎么按我们的要求让串口工作起来呢？下面说说怎么具体地实现利用多线程进行异步串口操作。我也只是有了初步概念，以下叙述若有错误，日后再更正。
先回忆一下上一节的内容，如何建立串口的工作环境：
1.打开串口，用CreateFile
2.DCB xxx ,xxx就是我们要用的串口配置结构体。可以选择用GetCommState获取当前串口配置，存入xxx。
3.按需求填写串口配置块xxx。这时可以用用CommConfigDialog。
4.SetCommState让串口配置块xxx生效
5.设置超时，用SetCommTimeouts
6.设置缓存，用SetupComm
7.创建读、写、监视线程
还是以写串口为例子，我的程序里需要定时更新仪表面板数据，那段程序执行时间最多能达到150ms,它是在主进程里执行的，更新面板数据后还要把数据写到串口，又是一段不短的时间，这样接口程序运行起来让人感觉老是慢半拍，更严重的是如果这个时候下位机发了数据上来，是完全不会得到响应的。所以非常有必要把读、写、监视串口用单独的线程来执行。
我的接口程序最开始写串口时对CPU的点用是近100％，后来把写单独做一个线程，CPU占用率降到25％，再用简单的处理办法：在更新面板数据时让写线程挂起，更新完成后再唤醒写线程，CPU占用率降到可以乎略不计。
平时常用的串口调试助手，同时打开两个，其中一个向另一个循环发字符，CPU(单核闪龙3400＋)占用率立即会飙到100％，但做同样的事情，MS的MTTY工作得就非常好，CPU占用率在5％以内，足见多线程的威力。
创建了线程，当然就有对应线程的函数，MTTY里对应写线程的是
DWORD WINAPI WriterProc(LPVOID lpV)，LPVOID lpV是传递给线程函数的参数，在MTTY里这个值是NULL。
写串口是主动的，我们需要在需要写串口的时候让写串口线程函数里的程序工作起来，平时碰到类似的任务一般是用设flag实现，但是我们写串口的时候需要知道上一次的写操作是否已经结束，这又需要一个flag，其他还有很多需要设flag的地方，flag这么多，怎么安排得过来。还好，WINDOWS有办法解决这个问题,那就是用event (事件)。
跟事件相关的API函数有
CreatEvent, 创建一个事件，需要用到事件时就创建它
SetEvent, 置事件为有信号的
ResetEvent, 重置事件为无信号
WaitForSingleObjects, 等待一个事件
WaitForMultipleObjects，等待多个事件
来打个比方说说这些函数的作用：
一个个的事件就像是一个个的信号灯，我们想知道谁的状态，那就用CreatEvent做几盏灯给他戴到头上，一个状态对应一盏灯。状态发生了就用SetEvent让灯亮(让事情有信号)代表对应的状态发生了，状态结束了就用ResetEvent(重置事件没无信号)让灯灭掉代表嘛事都没有了。然后谁想偷_窥别人了，就用WaitForMultipleObjects或者WaitForSingleObjects这两个马仔来监视，当然得先告诉马仔你想监视谁的哪个状态，马仔就会不间断地把人家的头顶都瞅一遍，要是你想要的状态代表的灯亮了，它立马会告诉你，碰到其他情况它也会给你相应的信息，你再根据不同的信息做不同的处理。
还有一种情况，就是你想让别人控制你，那你就自己建信号灯然后自己盯着头顶，别人调用SetEvent和ResetEvent来控制你的灯，你自己再根据灯的亮灭做相应的操作。MTTY里的写线程函数就是这么干的。
下面开始分析MTTY里神奇的SENDREPEATEDLY：
从这开始case ID_TRANSFER_SENDREPEATEDLY:，这个case里最后的操作是调用TransferRepeatCreate，我们来看看这个函数干了什么，看这个函数的代码，它干了不少事情，怎么没有在里边没看到操作串口？前边我们已经说了，为写串口单独建立了一个线程，所以操作操口的勾当绝对是在线程函数里干的。
我们只关心重点，既然是repeatedly，定时的话，那肯定是用定时器了，果然有
mmTimer = timeSetEvent((UINT) dwFrequency, 10, TransferRepeatDo, dwRead, TIME_PERIODIC);
TransferRepeatDo就是定时器的回调函数，我们再看看它干了什么，只是调用了WriterAddNewNodeTimeout，看意思是新增加一个节点，这个写串口还跟节点扯什么关系？再看这个函数干了什么：Adds a new write request packet, timesout if can't allocate packet.里边的第一句就是 PWRITEREQUEST pWrite;
这个PWRITEREQUESTtypedef struct WRITEREQUEST
{
DWORD dwWriteType; // char, file start, file abort, file packet
DWORD dwSize; // size of buffer
char ch; // ch to send
char * lpBuf; // address of buffer to send
HANDLE hHeap; // heap containing buffer
HWND hWndProgress; // status bar window handle
struct WRITEREQUEST *pNext; // next node in the list
struct WRITEREQUEST *pPrev; // prev node in the list
} WRITEREQUEST, *PWRITEREQUEST;
明白了前面为啥是addnewnode了，这里用到了链表lined list ,因为要写的数据可能很多，串口只能一个一个写，要写的数据先放到链表里，然后串口再依次地写。把建立要写的数据和写数据地操作分开来，那两者就互不影响了。
建完新的数据节点，下一步当然就是把节点放到链表里，倒数第二句AddToLinkedList(pWrite);
这个函数里就是典型的链表增加节点地操作，重点在后面SetEvent(ghWriterEvent)，增加完节点，让ghWriterEvent这个信号灯亮起来，直觉告诉我们，这就是亮给写线程看的，看一下都有谁使用它，真相揭晓，传说中的写线程函数终于闪亮登场：
DWORD WINAPI WriterProc(LPVOID lpV)
这里边的细枝末节比较多，照例只关心重点，里面建立了两个事件
ghWriterEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
if (ghWriterEvent == NULL)
ErrorInComm("CreateEvent(writ request event)");
ghTransferCompleteEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
if (ghTransferCompleteEvent == NULL)
ErrorInComm("CreateEvent(transfer complete event)");
ghWriterEvent 就是给AddToLinkedList(pWrite);用的，它更新完链表就通知写线程去写串口，那写线程是怎么等这个消息的呢？就是在这里：
hArray[0] = ghWriterEvent;
hArray[1] = ghThreadExitEvent;
while ( !fDone )
{
dwRes = WaitForMultipleObjects(2, hArray, FALSE, WRITE_CHECK_TIMEOUT);
switch(dwRes)
{
case WAIT_TIMEOUT:
break;
case WAIT_FAILED:
ErrorReporter("WaitForMultipleObjects( writer proc )");
break;
//
// write request event
//
case WAIT_OBJECT_0:
HandleWriteRequests();
break;
//
// thread exit event
//
case WAIT_OBJECT_0 + 1:
fDone = TRUE;
break;
}
}
CloseHandle(ghTransferCompleteEvent);
CloseHandle(ghWriterEvent);
//
// Destroy WRITE_REQUEST heap
//
HeapDestroy(ghWriterHeap);
return 1;
}
ghWriterEvent是事件组hArray的第一个，那如果这个事件有信号后， WaitForMultipleObjects返回 WAIT_OBJECT_0：
case WAIT_OBJECT_0:
HandleWriteRequests();
break;
HandleWriteRequests处理写串口请求，绕了这么多弯，终于要写串口了，激动，冲过去一看，靠，就是一堆case，原来这里是要根据不同的数据包选择不同的写串口函数，这就是所谓的全能型软件了。我们写的是file,那就是这个case
case WRITE_FILE: WriterFile(pWrite);
//
// free data block
//
EnterCriticalSection(&gcsDataHeap);
fRes = HeapFree(pWrite->hHeap, 0, pWrite->lpBuf);
LeaveCriticalSection(&gcsDataHeap);
if (!fRes)
ErrorReporter("HeapFree(file transfer buffer)");
break;
WriteFile里是WriterGeneric，看到了吧，这个WriterGeneric就是典型的写串口函数了，跟Serial Communications in WIN32里一模一样，这个在里边有详细的说明，这里就不讲了。
再来考虑另一个问题，线程函数内的代码一旦执行完成，线程函数就返回了，然后线程就结束了，那我们肯定是希望线程在我们要求它结束时他才结束，其他时候他就老老实实地听命令定串口，那这是怎么实现的呢？就是在这里while ( !fDone )很简单吧，就是一个while,while里面就是马仔
dwRes = WaitForMultipleObjects(2, hArray, FALSE, WRITE_CHECK_TIMEOUT);
switch(dwRes)
{
case WAIT_TIMEOUT:
break;
case WAIT_FAILED:
ErrorReporter("WaitForMultipleObjects( writer proc )");
break;
//
// write request event
//
case WAIT_OBJECT_0:
HandleWriteRequests();
break;
//
// thread exit event
//
case WAIT_OBJECT_0 + 1:
fDone = TRUE;
break;
}
}
我们再看看这个fDone是谁控制的，最后一个case
case WAIT_OBJECT_0 + 1:
fDone = TRUE;
break;
当fDone为真，那while就退出了，然后线程函数内的代码执行完，线程也就结束了。那WAIT_OBJECT_0 + 1:又是表示哪个事件有信号呢？看前面：hArray[1] = ghThreadExitEvent;， ghThreadExitEvent，这是一个全局变量，字面意思就是进程退出事件，我们先来想想，什么时候才需要退出写线程，是不是应该在关闭串口的时候，看看ghThreadExitEvent被谁引用了
就是这个DWORD WaitForThreads(DWORD dwTimeout)，里边有一句SetEvent(ghThreadExitEvent);这句代码一执行ghThreadExitEvent就置为有信号。
我们可以看到，可以在函数内用局部的flag ,但跟别的线程通信一定要用event
DWORD WaitForThreads是在BOOL BreakDownCommPort()调用的，跟设想的一样，在关闭串口时结束写线程。再看看是谁调用了它，case ID_FILE_DISCONNECT:，点击菜单内的DISCONNECT关闭串口。
SENDREPEATEDLY的代码描绘了多线程异步串口的写操作，虽然层层包装但功能清淅，读懂了这部分，其他功能再研究起来就很简单了，读串口也就是多了SetCommMask之类的东西而已。
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