串口編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC的通訊

進(jìn)來(lái)要用串口編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC的通訊，現(xiàn)在網(wǎng)上收錄了一些編程的例子作為備查。


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(kāi)串口資源，并指定輸入、輸出緩沖區(qū)的大?。ㄒ宰止?jié)計(jì)）
　　CloseComm()關(guān)閉串口;
例：intidComDev;
idComDev=OpenComm("COM1",1024,128);
CloseComm(idComDev);
②BuildCommDCB()、setCommState()填寫(xiě)設(shè)備控制塊DCB，然后對(duì)已打開(kāi)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(duì)串口進(jìn)行讀寫(xiě)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(diǎn)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(lái)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(shí)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(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)清晰，缺點(diǎn)是欠靈活；使用API通信函數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)則基本上相反。

使用ActiveX控件：
VC++6.0提供的MSComm控件通過(guò)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(kāi)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(gè)字符引發(fā)一個(gè)事件
m_ComPort.SetInputLen(0);

⑷．捕捉串口事項(xiàng)。MSComm控件可以采用輪詢或事件驅(qū)動(dòng)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(dòng)方法：有事件（如接收到數(shù)據(jù)）時(shí)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(xiě).完成讀寫(xiě)的函數(shù)的確很簡(jiǎn)單，GetInput()和SetOutput()就可。兩個(gè)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(duì)象處理的）。
無(wú)論是在PC機(jī)讀取上傳數(shù)據(jù)時(shí)還是在PC機(jī)發(fā)送下行命令時(shí)，我們都習(xí)慣于使用字符串的形式（也可以說(shuō)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(méi)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(wèn)題，我們?cè)趯?shí)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;iarray.SetAt(i,TxData[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(kāi)的串口的句柄
HANDLE　　　　hCommWatchThread;//輔助線程的全局函數(shù)
⑵．打開(kāi)串口，設(shè)置串口
hCom=CreateFile("COM2",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,//允許讀寫(xiě)
　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　//此項(xiàng)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(shí)現(xiàn)非阻塞通信的關(guān)鍵所在。
ASSERT(hCom!=INVALID_HANDLE_VALUE);//檢測(cè)打開(kāi)串口操作是否成功
SetCommMask(hCom,EV_RXCHAR|EV_TXEMPTY);//設(shè)置事件驅(qū)動(dòng)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(shí)結(jié)構(gòu)，并填寫(xiě)該結(jié)構(gòu)
　　…………
SetCommTimeouts(hCom,&CommTimeOuts);//設(shè)置讀寫(xiě)操作所允許的超時(shí)
DCB　　　　dcb;//定義數(shù)據(jù)控制塊結(jié)構(gòu)
GetCommState(hCom,&dcb);//讀串口原來(lái)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(shí)際工作中需要仔細(xì)選擇參數(shù)。

⑶啟動(dòng)一個(gè)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(méi)有窗口，所以它沒(méi)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(lái)監(jiān)視串口狀態(tài)，看有無(wú)數(shù)據(jù)到達(dá)、通信有無(wú)錯(cuò)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(xiě)一個(gè)全局函數(shù)，主要完成數(shù)據(jù)接收的工作。請(qǐng)注意OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的使用，以及怎樣實(shí)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(cè)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?cè)贑reareFile()時(shí)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(huì)不正確地報(bào)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(shí)現(xiàn)非阻塞
　　通信.此時(shí),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(méi)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(fèi)大量時(shí)間的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作（不僅僅是指串行通信操作）時(shí)，一旦調(diào)用ReadFile()、WriteFile(),就能立即返回，而讓實(shí)際的讀寫(xiě)操作在后臺(tái)運(yùn)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(zhǎng)的時(shí)間才能完成，于是問(wèn)題就出現(xiàn)了。
非常阻塞操作還允許讀、寫(xiě)操作能同時(shí)進(jìn)行（即重疊操作?），在實(shí)際工作中非常有用。
要使用非阻塞通信，首先在CreateFile()時(shí)必須使用FILE_FLAG_OVERLAPPED；然后在ReadFile()時(shí)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(xiě)數(shù)據(jù)
//我在CreareFile()時(shí)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(huì)不正確地報(bào)告寫(xiě)操作已完成了.
使用LPOVERLAPPED結(jié)構(gòu),WriteFile()立即返回,不必等待寫(xiě)操作完成,實(shí)現(xiàn)非阻塞通信.此時(shí),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(shí)依靠事件驅(qū)動(dòng)，讀入數(shù)據(jù)并向主線程報(bào)告（發(fā)送數(shù)據(jù)在主線程中，相對(duì)說(shuō)來(lái)，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(xiě)操作，讓串口讀寫(xiě)操作在后臺(tái)運(yùn)行。