1、用 Win32 API 实现串行通信 南京航空航天大学 牛新庄 -串口是常用的计算机与外部串行设备之间的数据传输通道，由于串行通信方便易行，所以应用广泛。我们可以利用 Windows API 提供的通信函数编写出高可移植性的串行通信程序。 在 Win16 中，可以利用 OpenComm、CloseComm 和 WriteComm 等函数打开、关闭和读写串口。但在Win32 中，串口和其他通信设备均被作为文件处理，串口的打开、关闭和读写等操作所用的 API 函数与操作文件的函数相同。可通过 CreateFile 函数打开串口，通过 CloseFile 函数关闭串口，通过 CommProp、DCB
2、 结构、GetCommProperties、SetCommProperties 、GetCommState及 SetCommState 等函数设置串口状态，通过函数 ReadFile 和 WritFile 读写串口。 VC 6.0 是 Windows 应用程序开发的主流语言之一，它具有良好的图形设计界面并支持面向对象的程序设计方法。本文结合一个实例介绍在 VC 6.0 下如何利用 Win32 API 实现串行通信程序。 实现原理 本文的实例来自一个水泥发货系统，在系统中，需要将通过总量传感器采集到的仓重值传入到计算机中，以便系统做出相应的处理。这需要使用串行通信来完成采集数据的传递工作。对于串
3、行通信设备，Win32 API 支持同步和异步两种 I/O 操作。同步操作方式的程序设计相对比较简单，但 I/O 操作函数在 I/O 操作结束前不能返回，这将挂起调用线程，直到 I/O 操作结束。异步操作方式相对要复杂一些，但它可让耗时的 I/O 操作在后台进行，不会挂起调用线程，这在大数据量通信的情况下对改善调用线程的响应速度是相当有效的。异步操作方式特别适合同时对多个串行设备进行 I/O 操作和同时对一个串行设备进行读/写操作。这两种操作方式的程序设计基本思想是相似的，本文将针对同步操作方式给出具体的通信程序设计，同时简单说明如何实现异步的 I/O 操作。 串行设备的初始化 串行设备的初始
4、化是利用 CreateFile 函数实现的。该函数获得串行设备句柄并对其进行通信参数设置，包括设置输出/接收缓冲区大小、超时控制和事件监视等。 /串行设备句柄； HANDLE hComDev=0; /串口打开标志； BOOL bOpen=FALSE; /线程同步事件句柄； HANDLE hEvent=0; BOOL SetupSynCom() DCB dcb; COMMTIMEOUTS timeouts; /设备已打开 if(bOpen) return FALSE; /打开 COM1 if(hComDev=CreateFile(“COM1”,GENERICREAD|GENERICWRITE,0
5、,NULL,OPENEXISTING,FILEATTRIBUTENORMAL,NULL)= INVALIDHANDLEVALUE) return FALSE; /设置超时控制 SetCommTimeouts(hComDev,timeouts); /设置接收缓冲区和输出缓冲区的大小 SetupComm(hComDev,1024,512); /获取缺省的 DCB 结构的值 GetCommState(hComDev, dcb); /设定波特率为 9600 bps dcb.BaudRate=CBR9600; /设定无奇偶校验 dcb.fParity=NOPARITY; /设定数据位为 8 dcb.By
6、teSize=8; /设定一个停止位 dcb.StopBits=ONESTOPBIT; /监视串口的错误和接收到字符两种事件 SetCommMask(hComDev,EVERR|EVRXCHAR); /设置串行设备控制参数 SetCommState(hComDev,dcb); /设备已打开 bOpen=TRUE; /创建人工重设、未发信号的事件 hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE, “WatchEvent”); /创建一个事件监视线程来监视串口事件 AfxBeginThread(CommWatchProc,pParam); 在设置串口 DCB 结构的参数时，
7、不必设置每一个值。首先读出 DCB 缺省的参数设置，然后只修改必要的参数，其他参数都取缺省值。由于对串口进行的是同步 I/O 操作，所以除非指定进行监测的事件发生，否则 WaitCommEvent 函数不会返回。在串行设备初始化的最后要建立一个单独的监视线程来监视串口事件，以免挂起当前调用线程,其中 pParam 可以是一个对事件进行处理的窗口类指针。 如果要进行异步 I/O 操作，打开设备句柄时， CreateFile 的第 6 个参数应增加FILEFLAGOVERLAPPED 标志。 数据发送 数据发送利用 WriteFile 函数实现。对于同步 I/O 操作，它的最后一个参数可为 NUL
8、L；而对异步 I/O 操作，它的最后一个参数必需是一个指向 OVERLAPPED 结构的指针，通过OVERLAPPED 结构来获得当前的操作状态。 BOOL WriteComm(LPCVOID lpSndBuffer,DWORD dwBytesToWrite) /lpSndBuffer 为发送数据缓冲区指针， dwBytesToWrite 为将要发送的字节长度 /设备已打开 BOOL bWriteState; /实际发送的字节数 DWORD dwBytesWritten; /设备未打开 if(!bOpen) return FALSE; bWriteState=WriteFile(hComDev
9、,lpSndBuffer, dwBytesToWrite,dwBytesWritten,NULL); if(!bWriteState | dwBytesToWrite!=dwBytesWritten) /发送失败 return FALSE; else /发送成功 return TRUE; 数据接收 接收数据的任务由 ReadFile 函数完成。该函数从串口接收缓冲区中读取数据，读取数据前，先用 ClearCommError 函数获得接收缓冲区中的字节数。接收数据时，同步和异步读取的差别同发送数据是一样的。 DWORD ReadComm(LPVOID lpInBuffer,DWORD dwByt
10、esToRead) /lpInBuffer 为接收数据的缓冲区指针， dwBytesToRead 为准备读取的数据长度（字节数） /串行设备状态结构 COMSTAT ComStat; DWORD dwBytesRead,dwErrorFlags; /设备未打开 if(!bOpen) return 0; /读取串行设备的当前状态 ClearCommError(hComDev,dwErrorFlags,ComStat); /应该读取的数据长度 dwBytesRead=min(dwBytesToRead,ComStat.cbInQue); if(dwBytesRead0) /读取数据 if(!Rea
11、dFile(hComDev,lpInBuffer,dwBytesRead,dwBytesRead,NULL) dwBytesRead=0; return dwBytesRead; 事件监视线程 事件监视线程对串口事件进行监视，当监视的事件发生时，监视线程可将这个事件发送(SendMessage)或登记(PostMessage)到对事件进行处理的窗口类（由 pParam 指定）中。 UINT CommWatchProc(LPVOID pParam) DWORD dwEventMask=0; /发生的事件； while(bOpen) /等待监视的事件发生 WaitCommEvent(hComDev
12、, dwEventMask, NULL); if (dwEventMask EVRXCHAR) = EVRXCHAR) /接收到字符事件后，可以将此消息登记到由 pParam 有指定的窗口类中进行处理if(dwEventMask EVERR)=EVERROR /发生错误时的处理 SetEvent(hEvent); /发信号，指示监视线程结束 return 0; 关闭串行设备 在整个应用程序结束或不再使用串行设备时，应将串行设备关闭，包括取消事件监视，将设备打开标志 bOpen 置为 FALSE 以使事件监视线程结束，清除发送/接收缓冲区和关闭设备句柄。 void CloseSynComm()
13、if(!bOpen) return; /结束事件监视线程 bOpen=FALSE; SetCommMask(hComDev,0); /取消事件监视，此时监视线程中的 WaitCommEvent 将返回 WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE); /等待监视线程结束 CloseHandle(hEvent); /关闭事件句柄 /停止发送和接收数据，并清除发送和接收缓冲区 PurgeComm(hComDev,PURGE-TXABORT| PURGE-RXABORT|PURGE-TXCLEAR| PURGE-RXCLEAR); /关闭设备句柄 CloseHandle(hComDev); 小 结 以上给出了用 Win32 API 设计串行通信的基本思路，对这个同步 I/O 操作的串行通信程序稍加改造就可进行异步 I/O 操作。在实际应用中，我们可以将这些串行通信函数和成员变量加到一个已有的 CWnd 类或其派生类中来实现串行通信，也可设计一个新的串行通信类来包含这些成员函数和成员变量。总之，利用 Win32 API 可以设计出满足各种需要的串行通信程序。
