VC++串口编程
参考自：
http://dev.yesky.com/401/2308901.shtml
http://www.gkong.com/co/chncla/learn_detail.asp?learn_id=16381
1、API描述
在WIN32 API中，串口使用文件方式进行访问，其操作的API基本上与文件操作的API一致。
一、打开串口
Win32 中用于打开串口的API 函数为CreateFile，其原型为：
| HANDLE CreateFile (
LPCTSTR lpFileName, //将要打开的串口逻辑名，如COM1 或COM2
DWORD dwAccess, //指定串口访问的类型，可以是读取、写入或两者并列
DWORD dwShareMode, //指定共享属性，由于串口不能共享,该参数必须置为0
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsa, //引用安全性属性结构，缺省值为NULL
DWORD dwCreate, //创建标志，对串口操作该参数必须置为OPEN EXISTING
DWORD dwAttrsAndFlags, //属性描述，用于指定该串口是否可进行异步操作，
//FILE_FLAG_OVERLAPPED：可使用异步的I/O
HANDLE hTemplateFile //指向模板文件的句柄，对串口而言该参数必须置为NULL
); |
例如，以下程序用于以同步读写方式打开串口COM1：
| HANDLE hCom;
DWORD dwError;
hCon = CreateFile("COM1", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
if (hCom == (HANDLE)0xFFFFFFFF)
{
dwError = GetLastError();
MessageBox(dwError);
} |
对于dwAttrsAndFlags参数及FILE_FLAG_OVERLAPPED标志的由来，可解释如下：Windows文件操作分为同步I/O和重叠I/O(Overlapped I/ O)两种方式，在同步I/O方式中，API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）；而在重叠I/O方式中，API会立即返回，操作在后台进行，避免线程的阻塞。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)。如果进行I/O操作的API 在没有完成操作的情况下返回，我们可以通过调用GetOverLappedResult()函数阻塞到I/O操作完成后返回（HOW?）。
二、 配置串口
配置串口是通过改变设备控制块DCB(Device Control Block) 的成员变量值来实现的，接收缓冲区和发送缓冲区的大小可通过SetupComm函数来设置。
数据控制块 (DCB) 结构定义了串行通讯设备的控件设置。OpenComm() 和 BuildCommDCB() 初始化 DCB 结构。但是，不能更改使用这些过程的 DCB 中有多个字段。可以直接，更新这些域，可以将这些更改应用于使用 SetCommState() 通讯端口。
DCB结构体定义为：
| typedef struct _DCB { // dcb
DWORD DCBlength; // sizeof(DCB)
DWORD BaudRate; // current baud rate
DWORD fBinary: 1; // binary mode, no EOF check
DWORD fParity: 1; // enable parity checking
DWORD fOutxCtsFlow:1; // CTS output flow control
DWORD fOutxDsrFlow:1; // DSR output flow control
DWORD fDtrControl:2; // DTR flow control type
DWORD fDsrSensitivity:1; // DSR sensitivity
DWORD fTXContinueOnXoff:1; // XOFF continues Tx
DWORD fOutX: 1; // XON/XOFF out flow control
DWORD fInX: 1; // XON/XOFF in flow control
DWORD fErrorChar: 1; // enable error replacement
DWORD fNull: 1; // enable null stripping
DWORD fRtsControl:2; // RTS flow control
DWORD fAbortOnError:1; // abort reads/writes on error
DWORD fDummy2:17; // reserved
WORD wReserved; // not currently used
WORD XonLim; // transmit XON threshold
WORD XoffLim; // transmit XOFF threshold
BYTE ByteSize; // number of bits/byte, 4-8
BYTE Parity; // 0-4=no,odd,even,mark,space
BYTE StopBits; // 0,1,2 = 1, 1.5, 2
char XonChar; // Tx and Rx XON character
char XoffChar; // Tx and Rx XOFF character
char ErrorChar; // error replacement character
char EofChar; // end of input character
char EvtChar; // received event character
WORD wReserved1; // reserved; do not use
} DCB;
character: line-break;" />
character: line-break;" /> | |
除了使用BCD设置串口的一些基本参数外，一般还需要设置串口收发数据缓冲区的大小和超时，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，读写操作仍然会结束。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。
(1)缓冲区大小设置
我们可以使用API函数SetupComm设置串口的输入和输出缓冲区的大小，其原型如下：
| 而SetupComm函数的原型则为：
BOOL SetupComm(
HANDLE hFile, // handle to communications device
DWORD dwInQueue, // size of input buffer
DWORD dwOutQueue // size of output buffer
); |
以下程序将串口设置为：波特率为9600，数据位数为7位，停止位为2 位，偶校验，接收缓冲区和发送缓冲区大小均为1024个字节，最后用PurgeComm函数终止所有的后台读写操作并清空接收缓冲区和发送缓冲区：
| DCB dcb;
dcb.BaudRate = 9600; //波特率为9600
dcb.ByteSize = 7; //数据位数为7位
dcb.Parity = EVENPARITY; //偶校验
dcb.StopBits = 2; //两个停止位
dcb.fBinary = TRUE;
dcb.fParity = TRUE;
if (!SetCommState(hCom, &dcb))
{
MessageBox("串口设置出错!");
}
SetupComm(hCom, 1024, 1024);
PurgeComm(hCom, PURCE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR); |
(2)超时设置
超时设置是通过改变COMMTIMEOUTS结构体的成员变量值来实现的，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
通过该结构体windowsAPI为我们提供两个函数：GetCommTimeouts和SetCommTimeouts，前者获取当前的超时设置，后者使用修改后的COMMTIMEOUTS设置超时，与设置串口阐述类似。 COMMTIMEOUTS的原型为：
| typedef struct _COMMTIMEOUTS
{
DWORD ReadIntervalTimeout; //定义两个字符到达的最大时间间隔，单位：毫秒
//当读取完一个字符后，超过了ReadIntervalTimeout，仍未读取到下一个字符，就会
//发生超时
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier;
DWORD ReadTotalTimeoutConstant;
//其中各时间所满足的关系如下：
//ReadTotalTimeout = ReadTotalTimeOutMultiplier* BytesToRead + ReadTotalTimeoutConstant
DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier;
DWORD WriteTotalTimeoutConstant;
} COMMTIMEOUTS, *LPCOMMTIMEOUTS; |
设置超时的函数为SetCommTimeouts，其原型中接收COMMTIMEOUTS的指针为参数：
| BOOL SetCommTimeouts(
HANDLE hFile, // handle to communications device
LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm time-out structure
); |
以下程序将串口读操作的超时设定为10 毫秒：
| COMMTIMEOUTS to;
memset(&to, 0, sizeof(to));
to.ReadIntervalTimeout = 10;
SetCommTimeouts(hCom, &to); |
与SetCommTimeouts对应的GetCommTimeouts()函数的原型为：
| BOOL GetCommTimeouts(
HANDLE hFile, // handle of communications device
LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm time-out structure
); |
(3)事件设置
在读写串口之前，需要用SetCommMask ()函数设置事件掩模来监视指定通信端口上的事件，其原型为：
| BOOL SetCommMask(
HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
DWORD dwEvtMask //能够使能的通信事件
); |
有了Set当然还会有Get，与SetCommMask对应的GetCommMask()函数的原型为：
| BOOL GetCommMask(
HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
LPDWORD lpEvtMask // address of variable to get event mask
); |
串口上可以发生的事件可以是如下事件列表中的一个或任意组合：EV_BREAK、EV_CTS、EV_DSR、EV_ERR、EV_RING、EV_RLSD、EV_RXCHAR、EV_RXFLAG、EV_TXEMPTY。
我们可以用WaitCommEvent()函数来等待串口上我们利用SetCommMask ()函数设置的事件：
| BOOL WaitCommEvent(
HANDLE hFile, //标识通信端口的句柄
LPDWORD lpEvtMask, // address of variable for event that occurred
LPOVERLAPPED lpOverlapped, // address of overlapped structure
); |
WaitCommEvent()函数一直阻塞，直到串口上发生我们用所SetCommMask ()函数设置的通信事件为止。一般而言，当WaitCommEvent()返回时，程序员可以由分析*lpEvtMask而获得发生事件的类别，再进行相应的处理。
三、读串口
在读写串口之前，还要用PurgeComm(…)函数清空缓冲区，该函数原型：
| BOOL PurgeComm(
HANDLE hFile, //串口句柄
DWORD dwFlags ); //需要完成的操作 |
参数dwFlags指定要完成的操作，可以是下列值的组合：
PURGE_TXABORT 中断所有写操作并立即返回，即使写操作还没有完成。
PURGE_RXABORT 中断所有读操作并立即返回，即使读操作还没有完成。
PURGE_TXCLEAR 清除输出缓冲区
PURGE_RXCLEAR 清除输入缓冲区
对串口进行读取所用的函数和对文件进行读取所用的函数相同，读函数原型如下：
| BOOL ReadFile(
HANDLE hFile, // handle of file to read
LPVOID lpBuffer, // pointer to buffer that receives data
DWORD nNumberOfBytesToRead, // number of bytes to read
LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // pointer to number of bytes read
LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure for overlapped I/O
); |
四、写串口
对串口进行写入所用的函数和对文件进行写入所用的函数相同，写函数原型如下：
| BOOL WriteFile(
HANDLE hFile, // handle to file to write to
LPCVOID lpBuffer, // pointer to data to write to file
DWORD nNumberOfBytesToWrite, // number of bytes to write
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // pointer to number of bytes written
LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure for overlapped I/O
); |
在进行同步操作时，读写函数要等到执行完才返回，而在异步操作时函数立即返回，但不保证读写操作完成，这时候就需要使用OVERLAPPED结构进行异步控制，该结构体有一个重要的成员hEvent，该成员是windows事件对象的句柄在控制线程同步及异步操作时常用到，如果是异步操作，我们可以使用CreateEvent（…）创建事件对象并将返回值赋给hEvent，然后使用WaitForSingleObject或GetOverlappedResult等待读写操作完成，进而达到控制异步操作的目的。
五、关闭串口
利用API 函数实现串口通信时关闭串口非常简单，只需使用CreateFile 函数返回的句柄作为参数调用CloseHandle 即可：
| BOOL CloseHandle(
HANDLE hObject // handle to object to close
); |
