［转］用VC++6.0实现PC机与单片机之间串行通信的方法
用VC++6.0实现PC机与单片机之间串行通信的方法
湖南大学（长沙410082） 于小亿 王 辉 张志学
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工业控制领域（如DCS系统），经常涉及到串行通信问题。为了实现微机和单片机之间的数据交换，人们用各种不同方法实现串行通信，如DOS下采用汇编语言或C语言，但在Windows 环境下却存在一些困难和不足。在Windows操作系统已经占据统治地位的情况下（何况有些系统根本不支持DOS如Windows2000）开发Windows 环境下串行通信技术就显得日益重要。
VC++6.0是微软公司于1998年推出的一种开发环境，以其强大的功能，友好的界面，32位面向对象的程序设计及Active X的灵活性而受广大软件开发者的青睐，被广泛应用于各个领域。应用VC++开发串行通信目前通常有如下几种方法：一是利用Windows API通信函数；二是利用VC的标准通信函数_inp、_inpw、_inpd、_outp、_outpw、_outpd等直接对串口进行操作；三是使用Microsoft Visual C++的通信控件（MSComm）；四是利用第三方编写的通信类。以上几种方法中第一种使用面较广，但由于比较复杂，专业化程度较高，使用较困难；第二种需要了解硬件电路结构原理；第三种方法看来较简单，只需要对串口进行简单配置，但是由于使用令人费解的VARIANT 类，使用也不是很容易；第四种方法是利用一种用于串行通信的CSerial类（这种类是由第三方提供），只要理解这种类的几个成员函数，就能方便的使用。笔者利用CSerial类很方便地实现了在固定式EBM气溶胶灭火系统分区启动器（单片机系统）与上位机的通信。以下将结合实例，给出实现串行通信的几种方法。
1 Windows API通信函数方法
与通信有关的Windows API函数共有26个，但主要有关的有：
CreateFile() 用 “comn”（n为串口号）作为文件名就可以打开串口。
ReadFile() 读串口。
WriteFile() 写串口。
CloseHandle() 关闭串口句柄。初始化时应注意CreateFile()函数中串口共享方式应设为0，串口为不可共享设备，其它与一般文件读写类似。以下给出API实现的源代码。
1.1 发送的例程
//
声明全局变量HANDLE m_hIDComDev；OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_Over lappedWrite;
//
初始化串口void CSerialAPIView::OnInitialUpdate(){CView::OnInitialUpdate();Char szComParams[
50
];DCB dcb;Memset(
&
m_OverlappedRead,
0
, sizeof (OVERLAPPED));Memset(
&
m_OverlappedWrite,
0
, sizeof (OVERLAPPED));m_hIDComDev
=
NULL
;m_hIDComDev
=
CreateFile(“COM2”, GENERIC_READ│GENERIC_WRITE,
0
,
NULL
, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL│FILE_FLAG_OVERLAPPED,
NULL
);
if
(m_hIDComDev
==
NULL
){AfxMessageBox(“Can
not
open serial port!”);
goto
endd;}memset(
&
m_OverlappedRead,
0
, sizeof (OVERLAPPED));memset(
&
m_OverlappedWrite,
0
, sizeof (OVERLAPPED));COMMTIMEOUTS CommTimeOuts;CommTimeOuts. ReadIntervalTimeout
=
0
×FFFFFFFF;CommTimeOuts. ReadTotalTimeoutMultiplier
=
0
;CommTimeOuts. ReadTotalTimeoutConstant
=
0
;CommTimeOuts. WriteTotalTimeoutMultiplier
=
0
;CommTimeOuts. WriteTotalTimeoutConstant
=
5000
;SetCommTimeouts(m_hIDComDev,
&
CommTimeOuts);Wsprintf(szComparams, “COM2:
9600
, n,
8
,
1
”);m_OverlappedRead. hEvent
=
CreateEvent(
NULL
,
TRUE
,
FALSE
,
NULL
);m_OverlappedWrite. hEvent
=
CreateEvent(
NULL
,
TRUE
,
FALSE
,
NULL
);dcb. DCBlength
=
sizeof(DCB);GetCommState(m_hIDComDev,
&
dcb);dcb. BaudRate
=
9600
;dcb. ByteSize
=
8
;unsigned char ucSet;ucSet
=
(unsigned char) ((FC_RTSCTS
&
FC_DTRDSR) !
=
0
);ucSet
=
(unsigned char) ((FC_RTSCTS
&
FC_RTSCTS) !
=
0
);ucSet
=
(unsigned char) ((FC_RTSCTS
&
FC_XONXOFF) !
=
0
);
if
(!SetCommState(m_hIDComDev,
&
dcb)‖!SetupComm(m_hIDComDev,
10000
,
10000
)‖m_OverlappedRead. hEvent
==
NULL
‖m_OverlappedWrite. hEvent
==
NULL
){DWORD dwError
=
GetLastError();
if
(m_OverlappedRead. hEvent !
=
NULL
) CloseHandle(m_OverlappedRead. hEvent);
if
(m_OverlappedWrite. hEvent !
=
NULL
) CloseHandle(m_OverlappedWrite. hEvent);CloseHandle(m_hIDComDev);}endd:;}
//
发送数据void CSerialAPIView::OnSend(){char szMessage[
20
]
=
“thank you very much”;DWORD dwBytesWritten;
for
(
int
i
=
0
; i＜sizeof(szMessage); i
++
){WriteFile(m_hIDComDev, (LPSTR)
&
szMessage[i],
1
,
&
dwBytesWritten,
&
m_OverlappedWrite);
if
(WaitForSingleObject(m_OverlapperWrite, hEvent,
1000
))dwBytesWritten
=
0
;
else
{GentOverlappedResult(m_hIDComDev,
&
m_OverlappedWrite,
&
dwBytesWritten,
FALSE
);m_OverlappedWrite. Offset
+=
dwBytesWritten;}dwBytesWritten
++
;}}
1.2 接收例程
DCB ComDcb;
//
设备控制块HANDLE hCom;
//
global handlehCom
=
CreateFile (
"
COM1
"
,GENERIC_READ| GENERIC_WRITE,
0
,
NULL
,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL
);
if
(hCom
==
INVALID_HANDLE_VALUE){AfxMessageBox(
"
无法打开串行口
"
);}
else
{COMMTIMEOUTS CommTimeOuts ;SetCommMask(hCom, EV_RXCHAR ) ;SetupComm(hCom,
4096
,
4096
) ;
/*
设置收发缓冲区 尺寸为4K
*/
PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT| PURGE_RXABORT |PURGE_TXCLEAR| PURGE_RXCLEAR ) ;
//
清收发缓冲区
//
以下初始化结构变量CommTimeOuts, 设置超时参数 CommTimeOuts.ReadIntervalTimeout
=
0
×FFFFFFFF ;CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier
=
0
;CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant
=
4000
;CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier
=
0
;CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant
=
4000
;SetCommTimeouts(hCom,
&
CommTimeOuts );
//
设置超时参数ComDcb.DCBlength
=
sizeof( DCB ) ;GetCommState( hCom,
&
ComDcb ) ;
//
获取当前参数ComDcb.BaudRate
=
9600
;
//
波特率ComDcb.ByteSize
=
8
;
//
数据位ComDcb.Parity
=
0
;
/*
校验
0
~
4
=
no, odd, even, mark,
space
*/
SetCommState(hCom,
&
ComDcb ) ;}
//
设置新的通信参数接收可用定时器或线程等DWORD dRead,dReadNum;unsigned char buff [
200
];dRead
=
ReadFile(hCom, buff,
100
,
&
dReadNum,
NULL
);
//
接收100个字符，
//
dReadNum为实际接收字节数
2 利用端口函数直接操作
这种方式主要是采用两个端口函数_inp(), _outp()实现对串口的读写，其中读端口函数的原型为：
int _inp(unsigned shot port)
该函数从端口读取一个字节，端口号为0~65535。
写端口的函数原型为：
int _outp(unsigned shot port, int databyte)
该函数向指定端口写入一个字节。
不同的计算机串口地址可能不一样，通过向串口的控制及收发寄存器进行读写，可以实现灵活的串口通信功能，由于涉及具体的硬件电路讨论比较复杂，在此不加赘述。
3 MSComm控件
MSComm控件是微软开发的专用通信控件，封装了串口的所有功能，使用很方便，但在实际应用中要小心对其属性进行配置。下面详细说明该类应用方法。
3.1 MSComm控件的属性
CommPort：设置串口号，类型 short :1-comm1 2-comm2.
Settings：设置串口通信参数，类型 CString :B波特率，P奇偶性（N无校验，E偶校验，O奇校验），D字节有效位数，S停止位。
PortOpen：设置或返回串口状态，类型 BOOL：TURE打开，FALSE关闭。
InputMode:设置从接收缓冲区读取数据的格式，类型 long： 0-Text 1-Bin。
Input:从接收缓冲区读取数据，类型 VARIANT。
InBufferCount:接收缓冲区中的字节数，类型：short。
InBufferSize:接收缓冲区的大小，类型：short。
Output:向发送缓冲区写入数据，类型：VARIANT。
OutBufferCount:发送缓冲区中的字节数，类型：short。
OutBufferSize:发送缓冲区的大小，类型：short。
InputLen:设置或返回Input读出的字节数，类型：short。
CommEvent:串口事件，类型：short。
3.2 程序示例
串口初始化
if
(!m_comm.GetPortOpen())m_comm.SetPortOpen(TURE);
/*
打开串口
*/
m_comm.SetSettings(
"
4800,n,8,1
"
);
/*
串口参数设置
*/
m_comm.SetInputMode(
0
);
/*
设置TEXT缓冲区输入方式
*/
m_comm.SetRthresHold(
1
);
/*
每接收一个字符则激发OnComm()事件
*/
接收数据
m_comm.SetInputLen(
1
);
/*
每次读取一个字符VARINAT V1
=
m_comm.GetInput();
/*
读入字符
*/
m_V1
=
V1.bstrval;发送字符 m_comm.SetOutput(Colevariant (
"
Hello
"
);
/*
发送 “Hello”
*/
3.3 注意
SetOutput方法可以传输文本数据或二进制数据。用SetOutput方法传输文本数据，必须定义一个包含一个字符串的 Variant。发送二进制数据，必须传递一个包含字节数组的Variant 到 Output 属性。正常情况下，如果发送一个 ANSI 字符串到应用程序，可以以文本数据的形式发送。如果发送包含嵌入控制字符、Null 字符等的数据，要以二进制形式发送。此处望引起读者注意，笔者曾经在此犯错。
4 VC++类CSerial
4.1 串行通信类CSerial简介
Cserial 是由MuMega Technologies公司提供的一个免费的VC++类，可方便地实现串行通信。以下为该类定义的说明部分。
class CSerial{
public
:CSerial();~CSerial();BOOL Open(
int
nPort
=
2
,
int
nBaud
=
9600
);BOOL Close( void );
int
ReadData( void
*
,
int
);
int
SendData(
const
char
*
,
int
);
int
ReadDataWaiting( void );BOOL IsOpened( void ){ return( m_bOpened ); }protected:BOOL WriteCommByte( unsigned char );HANDLE m_hIDComDev;OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_OverlappedWrite;BOOL m_bOpened;}
4.2 串行通信类Cserial 成员函数简介
1. CSerial：：Cserial是类构造函数，不带参数，负责初始化所有类成员变量。
2. CSerial:: Open这个成员函数打开通信端口。带两个参数,第一个是埠号，有效值是1到4，第二个参数是波特率，返回一个布尔量。
3. CSerial:: Close函数关闭通信端口。类析构函数调用这个函数，所以可不用显式调用这个函数。
4. CSerial:: SendData函数把数据从一个缓冲区写到串行端口。它所带的第一个参数是缓冲区指针，其中包含要被发送的资料；这个函数返回已写到端口的实际字节数。
5. CSerial:: ReadDataWaiting函数返回等待在通信端口缓冲区中的数据，不带参数。
6. CSerial:: ReadData函数从端口接收缓冲区读入数据。第一个参数是void＊缓冲区指针，资料将被放入该缓冲区；第二个参数是个整数值，给出缓冲区的大小。
4.3 应用VC类的一个实例
1. 固定式EBM气溶胶灭火系统简介
固定式EBM气溶胶灭火装置分区启动器是专为EBM灭火装置设计的自动控制设备。可与两线制感温、感烟探测器配套使用，当监测部位发生火情时，探测器发出电信号给分区启动器，经逻辑判断后发出声、光报警，延时后自动启动EBM灭火装置。为了便于火灾事故的事后分析，需对重要的火警事件和关键性操作进行记录，记录应能从PC机读出来；PC机能控制、协调整个系统的工作，这些都涉及通信。本例中启动器采用RS-485通信接口，系统为主从式网络，PC机为上位机。具体的通信协议为：（1）下位机定时向上传送记录的事件；（2）应答发送，即PC机要得到最新事件记录，而传送时间未到时，PC机发送命令，下位机接收命令后，把最新记录传给上位机；（3）上位机发送其它命令如校时、启动、停止、手/自动等。
2. 通信程序设计
部分上位机程序
（1）发送命令字程序，代码如下
void CCommDlg::OnSend(){CSerial Serial;
//
构造串口类，初始化串行口
if
(Serial.Open(
2
,
9600
))
//
if
-
1
//
打开串行口2，波特率为9600bps{static char szMessage[]
=
"
0
"
;
//
命令码(可定义各种命令码)
int
nBytesSent;
int
count
=
0
;resend:nBytesSent
=
Serial.SendData(szMessage,strlen(szMessage));
//
发送命令码char rdMessage [
20
];
if
(Serial.ReadDataWaiting())
//
if
-
2
{Serial.ReadData(rdMessage,
88
);
//
rdMessage 定义接收字节存储区，为全局变量
//
if
((rdMessage[
0
]!
=
0x7f)
&&
(count
<
3
)){count
++
;
goto
resend}
if
(count
>=
3
)MessageBox(“发送命令字失败”);}
else
//
if
-
2
MessageBox(
"
接收数据错误
"
);}
else
//
if
-
1
MessageBox(
"
串行口打开失败
"
);}
下位机通信程序：
#include
<
reg51.h
>
#include
<
stdlib.h
>
#include
<
stdio.h
>
#define count
9
#define com_code 0x00#define com_code1 0xffunsigned char buffer[count];
int
po,
year
,
month
,
date
,
hour
;
int
minute
,
second
,recordID ;
int
sum;main(){…
/*
初始化串口和定时器
*/
TMOD
=
0
×
20
;TH1
=
0
×fd;TR1
=
0
×
01
;ET1
=
0
×
00
;ES
=
1
;EA
=
1
;
/*
待发送数据送缓冲区
*/
buffer[
0
]
=
0
×ff;
//
数据特征码buffer[
1
]
=
count
+
1
;
//
数据长度buffer[
2
]
=
year
；
//
年buffer[
3
]
=
month
;
//
月buffer[
4
]
=
date
;
//
日buffer[
5
]
=
hour
;
//
时buffer[
6
]
=
minute
;
//
分buffer[
7
]
=
second
;
//
秒buffer[
8
]
=
recordID;
//
事件号
for
(po
=
0
;po
<
count;po
++
)sum
+=
buffer[po];buffer[
9
]
=
sum;
//
校验和…}
/*
发送中断服务程序
*/
void send(void) interrupt
4
using
1
{
int
i;RI
=
0
;EA
=
0
;
do
{
for
(i
=
0
;i
<=
count;i
++
){SBUF
=
buffer[i];
//
发送数据和校验和
//
while
(TI
==
0
);TI
=
0
;}
while
(RI
==
0
);RI
=
0
;}
while
(SBUF!
=
0
);
//
主机接收不正确，重新发送
//
EA
=
1
；Return;}
5 应用总结
根据不同需要，选择合适的方法。我们选用的用VC++类实现的上位机和下位机的串行通信方法具有使用简单、编写程序方便的特点。经过半年多应用于EBM灭火系统的情况来看，该方法实现的系统运行稳定可靠，是一种值得推广的简单易行的通信方法。
参 考 文 献
1 Kate Gregory Visual C++6开发使用手册．北京：机械工业出版社，1999
2 何立民．单片机的Ｃ语言应用程序设计．北京：北京航空航天大学出版社，1997
3 马风格．VC控件与串行通讯．1999现代计算机，2000（4）