VC++串口通訊編程詳解

　　在Win32下，可使用兩種編程方式實現串口通訊，其一是使用ActiveX控件，這種方法程序簡單，但欠靈活。其二是調用Windows的API函數，這種方法能夠清楚地掌握串口通訊的機制，而且自由靈活。下面是介紹的是關於API串口通訊內容。

　　串口的操做能夠有兩種操做方式：同步操做方式和重疊操做方式（又稱爲異步操做方式）。同步操做時，API函數會阻塞直到操做完成之後才能返回（在多線程方式中，雖然不會阻塞主線程，可是仍然會阻塞監聽線程）；而重疊操做方式，API函數會當即返回，操做在後臺進行，避免線程的阻塞。

 　　可是不管那種操做方式，通常都會經過如下四個步驟來完成：

　　（1） 打開串口；

　　（2） 配置串口；

　　（3） 讀寫串口；

　　（4） 關閉串口；

　　 一、打開串口

　　Win32系統把文件的概念進行了擴展。不管是文件、通訊設備、命名管道、郵件槽、磁盤、仍是控制檯，都是使用API函數CreateFile來打開或建立的。該函數的原型爲：

 1 HANDLE CreateFile( 
 2 
 3 　　　　　　　　LPCTSTR lpFileName, //須要打開的串口邏輯名，如"COM3"　　　　　　　
 4　　
 5 　　　　　　　　DWORD dwDesiredAccess,//指定串口的訪問類型，讀、寫或者是二者共存，讀：GENERIC_READ、寫：GENERIC_WRITE
 6 
 7 　　　　　　　　DWORD dwShareMode, //指定共享屬性，可是串口不能共享，該參數必須爲0
 8 
 9 　　　　　　　　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //引用安全性屬性結構，缺省值爲NULL
10 
11 　　　　　　　　DWORD dwCreationDistribution, //建立標誌，對串口操做時該參數必須爲OPEN_EXISTING
12 
13 　　　　　　　　DWORD dwFlagsAndAttributes, //屬性描述，指定該串口是同步仍是異步，該值爲FILE_FLAG_OVERLAPPED，表示使用異步的I/O；該值爲0，表示同步I/O操做；
14 
15 　　　　　　　　HANDLE hTemplateFile//對串口來講，該參數爲NULL
16 
17 　　);    

　　二、配置串口

       在打開通信設備的句柄後，須要對串口進行一些初始化的配置。這就須要經過一個DCB結構來進行。DCB結構包含了如波特率、數據位數、奇偶校驗和中止位數等信息。在查詢或配置串口的屬性時，都要用DCB結構來做爲緩衝區。

       通常在用CreateFile打開串口後，調用GetCommState函數來獲取串口的初始配置。在要修改串口的配置時，應該先修改DCB結構，而後再調用SetCommState函數來設置串口。
　　DCB結構包含了串口的各項參數設置，下面僅介紹幾個該結構經常使用的變量：

1 typedef struct _DCB{
2             DWORD BaudRate,//波特率：9600、115200等等
3             DWORD fParity,//指定奇偶校驗，爲1時，容許奇偶校驗
4             BYTE ByteSize,//通訊字節位，4-8位
5             BYTE Parity,//指定奇偶校驗的方法，EVENPARITY 偶校驗、 NOPARITY 無校驗、MARKPARITY 標記校驗、ODDPARITY 奇校驗
6             BYTE StopBits，//指定中止位的位數：ONESTOPBIT、ON 5STOPBITS、TWOSTOPBITS
7 }；

DCB結構

　　GetCommState函數能夠獲取COM口的設備控制塊，從而獲取相關參數，原型以下

1 BOOL GetCommState( 
2     HANDLE hFile, //標識通信端口的句柄 
3     LPDCB lpDCB //指向一個設備控制塊（DCB結構）的指針
4  ); 

　　SetCommState函數設置COM口的設備控制塊，原型爲：

1 BOOL SetCommState( 
2     HANDLE hFile, //標識通信端口的句柄
3     LPDCB lpDCB//指向一個設備控制塊
4  );  

　　咱們除了在DCB中的設置外，程序通常還須要設置I/O緩衝區的大小和超時。

　　Windows中用I/O緩衝區來暫存串口輸入和輸出的數據。若是通訊的速率較高，則應該設置較大的緩衝區。調用SetupComm函數能夠設置串行口的輸入和輸出緩衝區的大小。 原型以下：

1 BOOL SetupComm( 
2     HANDLE hFile, // 通訊設備的句柄 
3     DWORD dwInQueue, // 輸入緩衝區的大小（字節數）
4     DWORD dwOutQueue // 輸出緩衝區的大小（字節數）
5  );  

　　在用ReadFile和WriteFile讀寫串行口時，須要考慮超時問題。

　　超時的做用是在指定的時間內沒有讀入或發送指定數量的字符，ReadFile或WriteFile的操做仍然會結束。要查詢當前的超時設置應調用GetCommTimeouts函數，該函數會填充一個COMMTIMEOUTS結構。調SetCommTimeouts能夠用某一個COMMTIMEOUTS結構的內容來設置超時。

　　讀寫串口的超時有兩種：間隔超時和總超時。間隔超時是指在接收時兩個字符之間的最大時延。總超時是指讀寫操做總共花費的最大時間。寫操做只支持總超時，而讀操做兩種超時均支持。

　　用COMMTIMEOUTS結構能夠規定讀寫操做的超時，原型以下：

1 typedef struct _COMMTIMEOUTS { 
2     DWORD ReadIntervalTimeout; //讀間隔超時 
3     DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; //讀時間係數 
4     DWORD ReadTotalTimeoutConstant; //讀時間常量 
5     DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 寫時間係數 
6     DWORD WriteTotalTimeoutConstant; //寫時間常量 
7 } COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;  

　　COMMTIMEOUTS結構的成員都以毫秒爲單位。總超時的計算公式是：

總超時＝時間係數×要求讀/寫的字符數＋時間常量例如，要讀入10個字符，那麼讀操做的總超時的計算公式爲：

讀總超時＝ReadTotalTimeoutMultiplier×10＋ReadTotalTimeoutConstant

能夠看出：間隔超時和總超時的設置是不相關的，這能夠方便通訊程序靈活地設置各類超時。

　　若是全部寫超時參數均爲0，那麼就不使用寫超時。若是ReadIntervalTimeout爲0，那麼就不使用讀間隔超時。若是ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 都爲0，則不使用讀總超時。若是讀間隔超時被設置成MAXDWORD而且讀時間係數和讀時間常量都爲0，那麼在讀一次輸入緩衝區的內容後讀操做就當即返回，而不論是否讀入了要求的字符。
　　在用重疊方式讀寫串口時，雖然ReadFile和WriteFile在完成操做之前就可能返回，但超時仍然是起做用的。在這種狀況下，超時規定的是操做的完成時間，而不是ReadFile和WriteFile的返回時間。

　　配置串口的示例代碼：

 1 SetupComm(hCom,1024,1024); //輸入緩衝區和輸出緩衝區的大小都是1024
 2 COMMTIMEOUTS TimeOuts; //設定讀超時
 3 TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;
 4 TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;
 5 TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000; //設定寫超時
 6 TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500; 
 7 TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000; 
 8 SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //設置超時 DCB dcb; 
 9 GetCommState(hCom,&dcb); 
10 dcb.BaudRate=9600; //波特率爲9600 
11 dcb.ByteSize=8; //每一個字節有8位 
12 dcb.Parity=NOPARITY; //無奇偶校驗位 
13 dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; //兩個中止位
14 SetCommState(hCom,&dcb);
15 PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR); //清空緩衝區

　　在進行讀寫串口以前，還要用PurgeComm()函數清空緩衝區，該函數原型： 

1 BOOL PurgeComm( 
2     HANDLE hFile, //串口句柄 
3     DWORD dwFlags // 須要完成的操做，PURGE_TXABORT 中斷全部寫操做並當即返回，即便寫操做尚未完成； PURGE_RXABORT 中斷全部讀操做並當即返回，即便讀操做尚未完成；PURGE_TXCLEAR 清除輸出緩衝區 ；PURGE_RXCLEAR 清除輸入緩衝區 
4 );  

 　　三、讀寫串口

       咱們使用ReadFile和WriteFile讀寫串口，下面是兩個函數的聲明：

1 BOOL ReadFile( 
2     HANDLE hFile, //串口的句柄  
3     LPVOID lpBuffer// 讀入的數據存儲的地址，即讀入的數據將存儲在以該指針的值爲首地址的一片內存區, 
4     DWORD nNumberOfBytesToRead, // 要讀入的數據的字節數 
5     LPDWORD lpNumberOfBytesRead,// 指向一個DWORD數值，該數值返回讀操做實際讀入的字節數 
6     LPOVERLAPPED lpOverlapped  // 重疊操做時，該參數指向一個OVERLAPPED結構，同步操做時，該參數爲NULL。 
7 );

　　寫函數的聲明原型：

1 BOOL WriteFile( 
2     HANDLE hFile, //串口的句柄
3     LPCVOID lpBuffer,   // 寫入的數據存儲的地址
4     DWORD nNumberOfBytesToWrite, //要寫入的數據的字節數
5     LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // 指向指向一個DWORD數值，該數值返回實際寫入的字節數 
6     LPOVERLAPPED lpOverlapped // 重疊操做時，該參數指向一個OVERLAPPED結構，同步操做時，該參數爲NULL。 
7 );  

　　ReadFile和WriteFile函數是同步仍是異步由CreateFile函數決定，若是在調用CreateFile建立句柄時指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED標誌，那麼調用ReadFile和WriteFile對該句柄進行的操做就應該是重疊的；若是未指定重疊標誌，則讀寫操做應該是同步的。ReadFile和WriteFile函數的同步或者異步應該和CreateFile函數相一致。

　　在使用ReadFile 函數進行讀操做前，應先使用ClearCommError函數清除錯誤。ClearCommError函數的原型以下：

1 BOOL ClearCommError( 
2     HANDLE hFile, // 串口句柄 
3     LPDWORD lpErrors, // 指向接收錯誤碼的變量 
4     LPCOMSTAT lpStat // 指向通信狀態緩衝區 
5 );  

該函數得到通訊錯誤並報告串口的當前狀態，同時，該函數清除串口的錯誤標誌以便繼續輸入、輸出操做。參數lpStat指向一個COMSTAT結構，該結構返回串口狀態信息。

例舉一下同步方式讀寫串口的代碼：

 1 //同步讀串口 
 2 char str[100]; 
 3 DWORD wCount;//讀取的字節數 
 4 BOOL bReadStat; bReadStat=ReadFile(hCom,str,100,&wCount,NULL); 
 5 if(!bReadStat) 
 6 { 
 7     AfxMessageBox("讀串口失敗!"); 
 8     return FALSE; 
 9 } 
10 return TRUE; 
11 
12 //同步寫串口 
13 char lpOutBuffer[100]; 
14 DWORD dwBytesWrite=100; 
15 COMSTAT ComStat; 
16 DWORD dwErrorFlags; 
17 BOOL bWriteStat; ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
18 bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL); 
19 if(!bWriteStat) 
20 { 
21     AfxMessageBox("寫串口失敗!"); 
22 } 
23 PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT| PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);  

　　四、關閉串口

       利用API函數關閉串口很是簡單，只需使用CreateFile函數返回的句柄做爲參數調用CloseHandle便可：

1 BOOL CloseHandle(
2     HANDLE hObject; //handle to object to close
3 );