串口編程實現(xiàn)單片機(jī)和PC的通訊
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串口API通信函數(shù)編程
16位串口應(yīng)用程序中，使用的16位的WindowsAPI通信函數(shù):
①OpenComm()打開串口資源，并指定輸入、輸出緩沖區(qū)的大?。ㄒ宰止?jié)計）
CloseComm()關(guān)閉串口;
例：intidComDev;
idComDev=OpenComm("COM1",1024,128);
CloseComm(idComDev);
②BuildCommDCB()、setCommState()填寫設(shè)備控制塊DCB，然后對已打開的串口進(jìn)行參數(shù)配置;
例：DCBdcb;
BuildCommDCB("COM1:2400,n,8,1",&dcb);
SetCommState(&dcb);
③ReadComm、WriteComm()對串口進(jìn)行讀寫操作，即數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送.
例：char*m_pRecieve;intcount;
ReadComm(idComDev,m_pRecieve,count);
Charwr[30];intcount2;
WriteComm(idComDev,wr,count2);
16位下的串口通信程序最大的特點就在于：串口等外部設(shè)備的操作有自己特有的API函數(shù)；而32位程序則把串口操作（以及并口等）和文件操作統(tǒng)一起來了，使用類似的操作。
在MFC下的32位串口應(yīng)用程序
32位下串口通信程序可以用兩種方法實現(xiàn)：利用ActiveX控件；使用API通信函數(shù)。
使用ActiveX控件，程序?qū)崿F(xiàn)非常簡單，結(jié)構(gòu)清晰，缺點是欠靈活；使用API通信函數(shù)的優(yōu)缺點則基本上相反。
使用ActiveX控件：
VC++6.0提供的MSComm控件通過串行端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通信功能。使用非常方便，但可惜的是，很少有介紹MSComm控件的資料。
⑴．在當(dāng)前的Workspace中插入MSComm控件。
Project菜單------>AddtoProject---->ComponentsandControls----->Registered
ActiveXControls--->選擇Components:MicrosoftCommunicationsControl,
version6.0插入到當(dāng)前的Workspace中。
結(jié)果添加了類CMSComm(及相應(yīng)文件：mscomm.h和mscomm.cpp)。
⑵．在MainFrm.h中加入MSComm控件。
protected:
CMSCommm_ComPort;
在Mainfrm.cpp::OnCreare()中：
DWORDstyle=WS_VISIBLE|WS_CHILD;
if(!m_ComPort.Create(NULL,style,CRect(0,0,0,0),this,ID_COMMCTRL)){
TRACE0("FailedtocreateOLECommunicationsControl");
return-1; //failtocreate
}
⑶.初始化串口
m_ComPort.SetCommPort(1); //選擇COM?
m_ComPort.SetInBufferSize(1024);//設(shè)置輸入緩沖區(qū)的大小，Bytes
m_ComPort.SetOutBufferSize(512);//設(shè)置輸入緩沖區(qū)的大小，Bytes//
if(!m_ComPort.GetPortOpen())//打開串口
m_ComPort.SetPortOpen(TRUE);
m_ComPort.SetInputMode(1);//設(shè)置輸入方式為二進(jìn)制方式
m_ComPort.SetSettings("9600,n,8,1");//設(shè)置波特率等參數(shù)
m_ComPort.SetRThreshold(1);//為1表示有一個字符引發(fā)一個事件
m_ComPort.SetInputLen(0);
⑷．捕捉串口事項。MSComm控件可以采用輪詢或事件驅(qū)動的方法從端口獲取數(shù)據(jù)。我們介紹比較使用的事件驅(qū)動方法：有事件（如接收到數(shù)據(jù)）時通知程序。在程序中需要捕獲并處理這些通訊事件。
在MainFrm.h中：
protected:
afx_msgvoidOnCommMscomm();
DECLARE_EVENTSINK_MAP()
在MainFrm.cpp中：
BEGIN_EVENTSINK_MAP(CMainFrame,CFrameWnd)
ON_EVENT(CMainFrame,ID_COMMCTRL,1,OnCommMscomm,VTS_NONE)//映射ActiveX控件事件
END_EVENTSINK_MAP()
⑸．串口讀寫.完成讀寫的函數(shù)的確很簡單，GetInput()和SetOutput()就可。兩個函數(shù)的原型是：
VARIANTGetInput()；及voidSetOutput(constVARIANT&newValue);都要使用VARIANT類型（所有Idispatch::Invoke的參數(shù)和返回值在內(nèi)部都是作為VARIANT對象處理的）。
無論是在PC機(jī)讀取上傳數(shù)據(jù)時還是在PC機(jī)發(fā)送下行命令時，我們都習(xí)慣于使用字符串的形式（也可以說是數(shù)組形式）。查閱VARIANT文檔知道，可以用BSTR表示字符串，但遺憾的是所有的BSTR都是包含寬字符，即使我們沒有定義_UNICODE_UNICODE也是這樣！WinNT支持寬字符,而Win95并不支持。為解決上述問題，我們在實際工作中使用CbyteArray，給出相應(yīng)的部分程序如下：
voidCMainFrame::OnCommMscomm(){
VARIANTvResponse; intk;
if(m_commCtrl.GetCommEvent()==2){
k=m_commCtrl.GetInBufferCount();//接收到的字符數(shù)目
if(k>0){
vResponse=m_commCtrl.GetInput();//read
SaveData(k,(unsignedchar*)vResponse.parray->pvData);
}//接收到字符，MSComm控件發(fā)送事件}
。。。。。//處理其他MSComm控件
}
voidCMainFrame::OnCommSend(){
。。。。。。。。//準(zhǔn)備需要發(fā)送的命令，放在TxData[]中
CByteArrayarray;
array.RemoveAll();
array.SetSize(Count);
for(i=0;i
m_ComPort.SetOutput(COleVariant(array));//發(fā)送數(shù)據(jù)}
㈡使用32位的API通信函數(shù):
⑴．在中MainFrm.cpp定義全局變量
HANDLE hCom;//準(zhǔn)備打開的串口的句柄
HANDLE hCommWatchThread;//輔助線程的全局函數(shù)
⑵．打開串口，設(shè)置串口
hCom=CreateFile("COM2",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,//允許讀寫
0, //此項必須為0
NULL, //nosecurityattrs
OPEN_EXISTING, //設(shè)置產(chǎn)生方式
FILE_FLAG_OVERLAPPED,//我們準(zhǔn)備使用異步通信
NULL);
我使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED結(jié)構(gòu)。這正是使用API實現(xiàn)非阻塞通信的關(guān)鍵所在。
ASSERT(hCom!=INVALID_HANDLE_VALUE);//檢測打開串口操作是否成功
SetCommMask(hCom,EV_RXCHAR|EV_TXEMPTY);//設(shè)置事件驅(qū)動的類型
SetupComm(hCom,1024,512);//設(shè)置輸入、輸出緩沖區(qū)的大小
PurgeComm(hCom,PURGE_TXABORT|PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR
|PURGE_RXCLEAR);//清干凈輸入、輸出緩沖區(qū)
COMMTIMEOUTSCommTimeOuts;//定義超時結(jié)構(gòu)，并填寫該結(jié)構(gòu)
…………
SetCommTimeouts(hCom,&CommTimeOuts);//設(shè)置讀寫操作所允許的超時
DCB dcb;//定義數(shù)據(jù)控制塊結(jié)構(gòu)
GetCommState(hCom,&dcb);//讀串口原來的參數(shù)設(shè)置
dcb.BaudRate=9600;dcb.ByteSize=8;dcb.Parity=NOPARITY;
dcb.StopBits=ONESTOPBIT;dcb.fBinary=TRUE;dcb.fParity=FALSE;
SetCommState(hCom,&dcb);//串口參數(shù)配置
上述的COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)和DCB都很重要，實際工作中需要仔細(xì)選擇參數(shù)。
⑶啟動一個輔助線程，用于串口事件的處理。
Windows提供了兩種線程，輔助線程和用戶界面線程。輔助線程沒有窗口，所以它沒有自己的消息循環(huán)。但是輔助線程很容易編程，通常也很有用。
在次，我們使用輔助線程。主要用它來監(jiān)視串口狀態(tài)，看有無數(shù)據(jù)到達(dá)、通信有無錯誤；而主線程則可專心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、提供友好的用戶界面等重要的工作。
hCommWatchThread=
CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,//安全屬性
0,//初始化線程棧的大小，缺省為與主線程大小相同
(LPTHREAD_START_ROUTINE)CommWatchProc,//線程的全局函數(shù)
GetSafeHwnd(),//此處傳入了主框架的句柄
0,&dwThreadID);
ASSERT(hCommWatchThread!=NULL);
⑷為輔助線程寫一個全局函數(shù)，主要完成數(shù)據(jù)接收的工作。請注意OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的使用，以及怎樣實現(xiàn)了非阻塞通信。
UINTCommWatchProc(HWNDhSendWnd){
DWORDdwEvtMask=0;
SetCommMask(hCom,EV_RXCHAR|EV_TXEMPTY);//有哪些串口事件需要監(jiān)視？
WaitCommEvent(hCom,&dwEvtMask,os);//等待串口通信事件的發(fā)生
檢測返回的dwEvtMask，知道發(fā)生了什么串口事件：
if((dwEvtMask&EV_RXCHAR)==EV_RXCHAR){//緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)到達(dá)
COMSTATComStat;DWORDdwLength;
ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat);
dwLength=ComStat.cbInQue;//輸入緩沖區(qū)有多少數(shù)據(jù)？
if(dwLength>0){BOOLfReadStat;
fReadStat=ReadFile(hCom,lpBuffer，dwLength,&dwBytesRead,&READ_OS(npTTYInfo));//讀數(shù)據(jù)
注:我們在CreareFile()時使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED,現(xiàn)在ReadFile()也必須使用
LPOVERLAPPED結(jié)構(gòu).否則,函數(shù)會不正確地報告讀操作已完成了.
使用LPOVERLAPPED結(jié)構(gòu),ReadFile()立即返回,不必等待讀操作完成,實現(xiàn)非阻塞
通信.此時,ReadFile()返回FALSE,GetLastError()返回ERROR_IO_PENDING.
if(!fReadStat){
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING){
while(!GetOverlappedResult(hCom,&READ_OS(npTTYInfo),&dwBytesRead,TRUE)){
dwError=GetLastError();
if(dwError==ERROR_IO_INCOMPLETE)continue；//緩沖區(qū)數(shù)據(jù)沒有讀完，繼續(xù)
…………
::PostMessage((HWND)hSendWnd,WM_NOTIFYPROCESS,0,0);//通知主線程，串口收到數(shù)據(jù)}
所謂的非阻塞通信，也即異步通信。是指在進(jìn)行需要花費大量時間的數(shù)據(jù)讀寫操作（不僅僅是指串行通信操作）時，一旦調(diào)用ReadFile()、WriteFile(),就能立即返回，而讓實際的讀寫操作在后臺運行；相反，如使用阻塞通信，則必須在讀或?qū)懖僮魅客瓿珊蟛拍芊祷?。由于操作可能需要任意長的時間才能完成，于是問題就出現(xiàn)了。
非常阻塞操作還允許讀、寫操作能同時進(jìn)行（即重疊操作?），在實際工作中非常有用。
要使用非阻塞通信，首先在CreateFile()時必須使用FILE_FLAG_OVERLAPPED；然后在ReadFile()時lpOverlapped參數(shù)一定不能為NULL，接著檢查函數(shù)調(diào)用的返回值，調(diào)用GetLastError()，看是否返回ERROR_IO_PENDING。如是，最后調(diào)用GetOverlappedResult()返回重疊操作(overlappedoperation)的結(jié)果;WriteFile()的使用類似。
⑸．在主線程中發(fā)送下行命令。
BOOL fWriteStat;charszBuffer[count];
…………//準(zhǔn)備好發(fā)送的數(shù)據(jù)，放在szBuffer[]中
fWriteStat=WriteFile(hCom,szBuffer,dwBytesToWrite,
&dwBytesWritten,&WRITE_OS(npTTYInfo));//寫數(shù)據(jù)
//我在CreareFile()時使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED,現(xiàn)在WriteFile()也必須使用LPOVERLAPPED結(jié)構(gòu).否則,函數(shù)會不正確地報告寫操作已完成了.
使用LPOVERLAPPED結(jié)構(gòu),WriteFile()立即返回,不必等待寫操作完成,實現(xiàn)非阻塞通信.此時,WriteFile()返回FALSE,GetLastError()返回ERROR_IO_PENDING.
interr=GetLastError();
if(!fWriteStat){
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING){
while(!GetOverlappedResult(hCom,&WRITE_OS(npTTYInfo),
&dwBytesWritten,TRUE)){
dwError=GetLastError();
if(dwError==ERROR_IO_INCOMPLETE){//normalresultifnotfinished
dwBytesSent+=dwBytesWritten;continue;}
......................
//我使用了多線程技術(shù)，在輔助線程中監(jiān)視串口，有數(shù)據(jù)到達(dá)時依靠事件驅(qū)動，讀入數(shù)據(jù)并向主線程報告（發(fā)送數(shù)據(jù)在主線程中，相對說來，下行命令的數(shù)據(jù)總是少得多）；并且，WaitCommEvent()、ReadFile()、WriteFile()都使用了非阻塞通信技術(shù)，依靠重疊（overlapped）讀寫操作，讓串口讀寫操作在后臺運行。
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