Win32串口编程

  • 文章概要:
  • 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:

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    print ?
    1. HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName,
    2.                   DWORD dwDesiredAccess,
    3.                   DWORD dwShareMode,
    4.                   LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
    5.                   DWORD dwCreationDistribution,
    6. DWORD dwFlagsAndAttributes,
    7. 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:

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    print ?
    01. HANDLE hCom;  //全局变量,串口句柄
    02. hCom=CreateFile("COM1",//COM1口
    03.     GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
    04.     0, //独占方式
    05.     NULL,
    06.     OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
    07.     0, //同步方式
    08.     NULL);
    09. if(hCom==(HANDLE)-1)
    10. {
    11.     AfxMessageBox("打开COM失败!");
    12.     return FALSE;
    13. }
    14. return TRUE;

    重叠I/O打开串口的示例代码:

    view source
    print ?
    01. HANDLE hCom;  //全局变量,串口句柄
    02. hCom =CreateFile("COM1"//COM1口
    03.          GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
    04.          0,  //独占方式
    05.          NULL,
    06.          OPEN_EXISTING,  //打开而不是创建
    07.          FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, //重叠方式
    08.          NULL);
    09. if(hCom ==INVALID_HANDLE_VALUE)
    10. {
    11.     AfxMessageBox("打开COM失败!");
    12.     return FALSE;
    13. }
    14.    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:

    view source
    print ?
    01. typedef struct _DCB{
    02.    ………
    03.    //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:
    04.    DWORD BaudRate; 
    05. CBR_110,CBR_300,CBR_600,CBR_1200,CBR_2400,CBR_4800,CBR_9600,CBR_19200, CBR_38400, 
    06. CBR_56000, CBR_57600, CBR_115200, CBR_128000, CBR_256000, CBR_14400
    07.   
    08. DWORD fParity; // 指定奇偶校验使能。若此成员为1,允许奇偶校验检查 
    09.    
    10. BYTE ByteSize; // 通信字节位数,4—8
    11. BYTE Parity; //指定奇偶校验方法。此成员可以有下列值:
    12. EVENPARITY 偶校验     NOPARITY 无校验
    13. MARKPARITY 标记校验   ODDPARITY 奇校验
    14. BYTE StopBits; //指定停止位的位数。此成员可以有下列值:
    15. ONESTOPBIT 1位停止位   TWOSTOPBITS 2位停止位
    16. ONE5STOPBITS   1.5位停止位
    17.    ………
    18.   } DCB;
    19. winbase.h文件中定义了以上用到的常量。如下:
    20. #define NOPARITY            0
    21. #define ODDPARITY           1
    22. #define EVENPARITY          2
    23. #define ONESTOPBIT          0
    24. #define ONE5STOPBITS        1
    25. #define TWOSTOPBITS         2
    26. #define CBR_110             110
    27. #define CBR_300             300
    28. #define CBR_600             600
    29. #define CBR_1200            1200
    30. #define CBR_2400            2400
    31. #define CBR_4800            4800
    32. #define CBR_9600            9600
    33. #define CBR_14400           14400
    34. #define CBR_19200           19200
    35. #define CBR_38400           38400
    36. #define CBR_56000           56000
    37. #define CBR_57600           57600
    38. #define CBR_115200          115200
    39. #define CBR_128000          128000
    40. #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:

    view source
    print ?
    01. BOOL GetCommState(
    02.    HANDLE hFile, //标识通讯端口的句柄
    03.    LPDCB lpDCB //指向一个设备控制块(DCB结构)的指针
    04.   );
    05. SetCommState函数设置COM口的设备控制块:
    06. BOOL SetCommState(
    07.    HANDLE hFile, 
    08.    LPDCB lpDCB 
    09.   );

    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。

    view source
    print ?
    1. BOOL SetupComm(
    2.   
    3.     HANDLE hFile,   // 通信设备的句柄 
    4.     DWORD dwInQueue,    // 输入缓冲区的大小(字节数) 
    5.     DWORD dwOutQueue    // 输出缓冲区的大小(字节数)
    6.    );

    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:

    view source
    print ?
    1. typedef struct _COMMTIMEOUTS {   
    2.     DWORD ReadIntervalTimeout; //读间隔超时
    3.     DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; //读时间系数
    4.     DWORD ReadTotalTimeoutConstant; //读时间常量
    5.     DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 写时间系数
    6.     DWORD WriteTotalTimeoutConstant; //写时间常量
    7. } 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:

    view source
    print ?
    01. SetupComm(hCom,1024,1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024
    02. COMMTIMEOUTS TimeOuts;
    03. //设定读超时
    04. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;
    05. TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;
    06. TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000;
    07. //设定写超时
    08. TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500;
    09. TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000;
    10. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时
    11. DCB dcb;
    12. GetCommState(hCom,&dcb);
    13. dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600
    14. dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位
    15. dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位
    16. dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位
    17. SetCommState(hCom,&dcb);
    18. 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:

    view source
    print ?
    1. BOOL PurgeComm(
    2.   
    3.     HANDLE hFile,   //串口句柄
    4.     DWORD dwFlags   // 需要完成的操作
    5.    );  

    参数dwFlags指定要完成的操作,可以是下列值的组合:

    view source
    print ?
    1. PURGE_TXABORT     中断所有写操作并立即返回,即使写操作还没有完成。
    2. PURGE_RXABORT     中断所有读操作并立即返回,即使读操作还没有完成。
    3. PURGE_TXCLEAR     清除输出缓冲区
    4. 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:

    view source
    print ?
    01. BOOL ReadFile(
    02.   
    03.     HANDLE hFile,   //串口的句柄
    04.       
    05.     // 读入的数据存储的地址,
    06.     // 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
    07.     LPVOID lpBuffer,    
    08.     DWORD nNumberOfBytesToRead, // 要读入的数据的字节数
    09.       
    10.     // 指向一个DWORD数值,该数值返回读操作实际读入的字节数
    11.     LPDWORD lpNumberOfBytesRead,    
    12.       
    13.     // 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。
    14.     LPOVERLAPPED lpOverlapped   
    15.    );   
    16. BOOL WriteFile(
    17.   
    18.     HANDLE hFile,   //串口的句柄
    19.       
    20.     // 写入的数据存储的地址,
    21.     // 即以该指针的值为首地址的nNumberOfBytesToWrite
    22.     // 个字节的数据将要写入串口的发送数据缓冲区。
    23.     LPCVOID lpBuffer,   
    24.       
    25.     DWORD nNumberOfBytesToWrite,    //要写入的数据的字节数
    26.       
    27.     // 指向指向一个DWORD数值,该数值返回实际写入的字节数
    28.     LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, 
    29.       
    30.     // 重叠操作时,该参数指向一个OVERLAPPED结构,
    31.     // 同步操作时,该参数为NULL。
    32.     LPOVERLAPPED lpOverlapped   
    33.    );

    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:

    view source
    print ?
    01. //同步读串口
    02. char str[100];
    03. DWORD wCount;//读取的字节数
    04. BOOL bReadStat;
    05. bReadStat=ReadFile(hCom,str,100,&wCount,NULL);
    06. if(!bReadStat)
    07. {
    08.     AfxMessageBox("读串口失败!");
    09.     return FALSE;
    10. }
    11. return TRUE;
    12.   
    13. //同步写串口
    14.   
    15.     char lpOutBuffer[100];
    16.     DWORD dwBytesWrite=100;
    17.     COMSTAT ComStat;
    18.     DWORD dwErrorFlags;
    19.     BOOL bWriteStat;
    20.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
    21.     bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL);
    22.     if(!bWriteStat)
    23.     {
    24.         AfxMessageBox("写串口失败!");
    25.     }
    26.     PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
    27.         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:

    view source
    print ?
    1. typedef struct _OVERLAPPED { // o  
    2.     DWORD  Internal; 
    3.     DWORD  InternalHigh; 
    4.     DWORD  Offset; 
    5.     DWORD  OffsetHigh; 
    6.     HANDLE hEvent; 
    7. } 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。

    view source
    print ?
    01. GetOverlappedResult函数
    02. BOOL GetOverlappedResult(
    03.     HANDLE hFile,   // 串口的句柄  
    04.       
    05.     // 指向重叠操作开始时指定的OVERLAPPED结构
    06.     LPOVERLAPPED lpOverlapped,  
    07.       
    08.     // 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。
    09.     LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred, 
    10.       
    11.     // 该参数用于指定函数是否一直等到重叠操作结束。
    12.     // 如果该参数为TRUE,函数直到操作结束才返回。
    13.     // 如果该参数为FALSE,函数直接返回,这时如果操作没有完成,
    14.     // 通过调用GetLastError()函数会返回ERROR_IO_INCOMPLETE。
    15.     BOOL bWait  
    16.    );  

    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:

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    print ?
    01. char lpInBuffer[1024];
    02. DWORD dwBytesRead=1024;
    03. COMSTAT ComStat;
    04. DWORD dwErrorFlags;
    05. OVERLAPPED m_osRead;
    06. memset(&m_osRead,0,sizeof(OVERLAPPED));
    07. m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
    08.   
    09. ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
    10. dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue);
    11. if(!dwBytesRead)
    12. return FALSE;
    13. BOOL bReadStatus;
    14. bReadStatus=ReadFile(hCom,lpInBuffer,
    15.                      dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead);
    16.   
    17. if(!bReadStatus) //如果ReadFile函数返回FALSE
    18. {
    19.     if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
    20.     //GetLastError()函数返回ERROR_IO_PENDING,表明串口正在进行读操作    
    21.     {
    22.         WaitForSingleObject(m_osRead.hEvent,2000);
    23.         //使用WaitForSingleObject函数等待,直到读操作完成或延时已达到2秒钟
    24.         //当串口读操作进行完毕后,m_osRead的hEvent事件会变为有信号
    25.         PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
    26.             PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
    27.         return dwBytesRead;
    28.     }
    29.     return 0;
    30. }
    31. PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
    32.           PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
    33. 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:

    view source
    print ?
    1. BOOL ClearCommError(
    2.   
    3.     HANDLE hFile,   // 串口句柄
    4.     LPDWORD lpErrors,   // 指向接收错误码的变量
    5.     LPCOMSTAT lpStat    // 指向通讯状态缓冲区
    6.    );  

    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:

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    print ?
    01. typedef struct _COMSTAT { // cst  
    02.     DWORD fCtsHold : 1;   // Tx waiting for CTS signal 
    03.     DWORD fDsrHold : 1;   // Tx waiting for DSR signal 
    04.     DWORD fRlsdHold : 1;  // Tx waiting for RLSD signal 
    05.     DWORD fXoffHold : 1;  // Tx waiting, XOFF char rec''d 
    06.     DWORD fXoffSent : 1;  // Tx waiting, XOFF char sent 
    07.     DWORD fEof : 1;       // EOF character sent 
    08.     DWORD fTxim : 1;      // character waiting for Tx 
    09.     DWORD fReserved : 25; // reserved 
    10.     DWORD cbInQue;        // bytes in input buffer 
    11.     DWORD cbOutQue;       // bytes in output buffer 
    12. } 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:

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    print ?
    01. char lpInBuffer[1024];
    02. DWORD dwBytesRead=1024;
    03.     BOOL bReadStatus;
    04.     DWORD dwErrorFlags;
    05.     COMSTAT ComStat;
    06. OVERLAPPED m_osRead;
    07.   
    08.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
    09.     if(!ComStat.cbInQue)
    10.         return 0;
    11.     dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue);
    12.     bReadStatus=ReadFile(hCom, lpInBuffer,dwBytesRead,
    13.         &dwBytesRead,&m_osRead);
    14.     if(!bReadStatus) //如果ReadFile函数返回FALSE
    15.     {
    16.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
    17.         {
    18.             GetOverlappedResult(hCom,
    19.                 &m_osRead,&dwBytesRead,TRUE);
    20.            // GetOverlappedResult函数的最后一个参数设为TRUE,
    21.            //函数会一直等待,直到读操作完成或由于错误而返回。
    22.   
    23.             return dwBytesRead;
    24.         }
    25.         return 0;
    26.     }
    27.     return dwBytesRead;

    异步写串口的示例代码:

    view source
    print ?
    01. char buffer[1024];
    02. DWORD dwBytesWritten=1024;
    03.     DWORD dwErrorFlags;
    04.     COMSTAT ComStat;
    05. OVERLAPPED m_osWrite;
    06.     BOOL bWriteStat;
    07.   
    08.     bWriteStat=WriteFile(hCom,buffer,dwBytesWritten,
    09.         &dwBytesWritten,&m_OsWrite);
    10.     if(!bWriteStat)
    11.     {
    12.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
    13.         {
    14.             WaitForSingleObject(m_osWrite.hEvent,1000);
    15.             return dwBytesWritten;
    16.         }
    17.         return 0;
    18.     }
    19.     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:

    view source
    print ?
    1. BOOL CloseHandle(
    2.     HANDLE hObject; //handle to object to close 
    3. );

    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:

    view source
    print ?
    1. 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:

    view source
    print ?
    01. // TODO: Add extra initialization here
    02. hCom=CreateFile("COM1",//COM1口
    03.     GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
    04.     0, //独占方式
    05.     NULL,
    06.     OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
    07.     0, //同步方式
    08.     NULL);
    09. if(hCom==(HANDLE)-1)
    10. {
    11.     AfxMessageBox("打开COM失败!");
    12.     return FALSE;
    13. }
    14. SetupComm(hCom,100,100); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024
    15. COMMTIMEOUTS TimeOuts;
    16. //设定读超时
    17. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;
    18. TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;
    19. TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;
    20. //在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回,
    21. //而不管是否读入了要求的字符。
    22. //设定写超时
    23. TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;
    24. TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;
    25. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时
    26. DCB dcb;
    27. GetCommState(hCom,&dcb);
    28. dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600
    29. dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位
    30. dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位
    31. dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位
    32. SetCommState(hCom,&dcb);
    33. 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:

    view source
    print ?
    01. void CRS485CommDlg::OnSend() 
    02. {
    03.     // TODO: Add your control notification handler code here
    04.     // 在此需要简单介绍百特公司XMA5000的通讯协议:
    05.     //该仪表RS485通讯采用主机广播方式通讯。
    06.     //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)
    07.     //如:读仪表显示的瞬时值,主机发送:DC1 AAA BB ETX
    08.     //其中:DC1是标准ASCII码的一个控制符号,码值为11H(十进制的17)
    09.     //在XMA5000的通讯协议中,DC1表示读瞬时值
    10.     //AAA是从机地址码,也就是XMA5000显示仪表的通讯地址
    11.     //BB为通道号,读瞬时值时该值为01
    12.     //ETX也是标准ASCII码的一个控制符号,码值为03H
    13.     //在XMA5000的通讯协议中,ETX表示主机结束符
    14.   
    15.     char lpOutBuffer[7];
    16.     memset(lpOutBuffer,''\0'',7); //前7个字节先清零
    17.     lpOutBuffer[0]=''\x11''//发送缓冲区的第1个字节为DC1
    18.     lpOutBuffer[1]=''0''//第2个字节为字符0(30H)
    19.     lpOutBuffer[2]=''0''; //第3个字节为字符0(30H)
    20.     lpOutBuffer[3]=''1''; // 第4个字节为字符1(31H)
    21.     lpOutBuffer[4]=''0''; //第5个字节为字符0(30H)
    22.     lpOutBuffer[5]=''1''; //第6个字节为字符1(31H)
    23.     lpOutBuffer[6]=''\x03''; //第7个字节为字符ETX
    24.     //从该段代码可以看出,仪表的通讯地址为001 
    25.     DWORD dwBytesWrite=7;
    26.     COMSTAT ComStat;
    27.     DWORD dwErrorFlags;
    28.     BOOL bWriteStat;
    29.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
    30.     bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL);
    31.     if(!bWriteStat)
    32.     {
    33.         AfxMessageBox("写串口失败!");
    34.     }
    35.   
    36. }
    37. void CRS485CommDlg::OnReceive() 
    38. {
    39.     // TODO: Add your control notification handler code here
    40.   
    41.     char str[100];
    42.     memset(str,''\0'',100);
    43.     DWORD wCount=100;//读取的字节数
    44.     BOOL bReadStat;
    45.     bReadStat=ReadFile(hCom,str,wCount,&wCount,NULL);
    46.     if(!bReadStat)
    47.         AfxMessageBox("读串口失败!");
    48.     PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
    49.         PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
    50.     m_disp=str;
    51.     UpdateData(FALSE);
    52.       
    53. }

    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:

    view source
    print ?
    1. void CRS485CommDlg::OnClose() 
    2. {
    3.     // TODO: Add your message handler code here and/or call default
    4.     CloseHandle(hCom);  //程序退出时关闭串口
    5.     CDialog::OnClose();
    6. }

    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:

    view source
    print ?
    1. 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:

    view source
    print ?
    01. hCom=CreateFile("COM1",//COM1口
    02.     GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写
    03.     0, //独占方式
    04.     NULL,
    05.     OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
    06.     FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, //重叠方式
    07.     NULL);
    08. if(hCom==(HANDLE)-1)
    09. {
    10.     AfxMessageBox("打开COM失败!");
    11.     return FALSE;
    12. }
    13. SetupComm(hCom,100,100); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是100
    14. COMMTIMEOUTS TimeOuts;
    15. //设定读超时
    16. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;
    17. TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;
    18. TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;
    19. //在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回,
    20. //而不管是否读入了要求的字符。
    21. //设定写超时
    22. TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;
    23. TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;
    24. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时
    25. DCB dcb;
    26. GetCommState(hCom,&dcb);
    27. dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600
    28. dcb.ByteSize=8; //每个字节有8位
    29. dcb.Parity=NOPARITY; //无奇偶校验位
    30. dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //两个停止位
    31. SetCommState(hCom,&dcb);
    32. 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:

    view source
    print ?
    01. void CRS485CommDlg::OnSend() 
    02. {
    03.     // TODO: Add your control notification handler code here
    04.     OVERLAPPED m_osWrite;
    05.     memset(&m_osWrite,0,sizeof(OVERLAPPED));
    06.     m_osWrite.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
    07.   
    08.   
    09.     char lpOutBuffer[7];
    10.     memset(lpOutBuffer,''\0'',7);
    11.     lpOutBuffer[0]=''\x11'';
    12.     lpOutBuffer[1]=''0'';
    13.     lpOutBuffer[2]=''0'';
    14.     lpOutBuffer[3]=''1'';
    15.     lpOutBuffer[4]=''0'';
    16.     lpOutBuffer[5]=''1'';
    17.     lpOutBuffer[6]=''\x03'';
    18.       
    19.     DWORD dwBytesWrite=7;
    20.     COMSTAT ComStat;
    21.     DWORD dwErrorFlags;
    22.     BOOL bWriteStat;
    23.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
    24.     bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,
    25.         dwBytesWrite,& dwBytesWrite,&m_osWrite);
    26.   
    27.     if(!bWriteStat)
    28.     {
    29.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
    30.         {
    31.             WaitForSingleObject(m_osWrite.hEvent,1000);
    32.         }
    33.     }
    34.   
    35. }
    36.   
    37. void CRS485CommDlg::OnReceive() 
    38. {
    39.     // TODO: Add your control notification handler code here
    40.     OVERLAPPED m_osRead;
    41.     memset(&m_osRead,0,sizeof(OVERLAPPED));
    42.     m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
    43.   
    44.     COMSTAT ComStat;
    45.     DWORD dwErrorFlags;
    46.       
    47.     char str[100];
    48.     memset(str,''\0'',100);
    49.     DWORD dwBytesRead=100;//读取的字节数
    50.     BOOL bReadStat;
    51.   
    52.     ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
    53.     dwBytesRead=min(dwBytesRead, (DWORD)ComStat.cbInQue);
    54.     bReadStat=ReadFile(hCom,str,
    55.         dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead);
    56.     if(!bReadStat)
    57.     {
    58.         if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
    59.         //GetLastError()函数返回ERROR_IO_PENDING,表明串口正在进行读操作
    60.         {
    61.             WaitForSingleObject(m_osRead.hEvent,2000);
    62.             //使用WaitForSingleObject函数等待,直到读操作完成或延时已达到2秒钟
    63.             //当串口读操作进行完毕后,m_osRead的hEvent事件会变为有信号
    64.         }
    65.     }
    66.   
    67.     PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT|
    68.         PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);
    69.     m_disp=str;
    70.     UpdateData(FALSE);
    71. }

    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:

    view source
    print ?
    1. void CRS485CommDlg::OnClose() 
    2. {
    3.     // TODO: Add your message handler code here and/or call default
    4.     CloseHandle(hCom);  //程序退出时关闭串口
    5.     CDialog::OnClose();
    6. }

    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。

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