1、在工业控制中，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。 本文将介绍在 Windows 平台下串行通信的工作机制和用 Visual C+设计串行通信程序的编程方法及通信方式。 VC 中实现串行通信的编程技术 以下我们将介绍 VC 中几种实现串行通信的编程技术： 利用 VC+的标准通信函数 利用 VC+的标准通信函数_inp 和_outp 可实现串口通信。下面是一个串口初始化的程序： void init_com(PORT)char i;outp(PORT+3,0x80);outp(PORT,0x0C);outp(PORT+1,0);outp(PORT
2、+3 ,0x3a);outp(PORT+3 ,0x03);i=inp(PORT+5) outp(PORT+5,i); 使用串行通信控件 MSComm 串行通信控件 MSCOmm32.OCX 提供了使用 RS-232 来进行数据通信的所有协议， VC 为该控件提供了标准的事件处理函数、过程，并通过属性和方法提供了串行通信的设置。它使用户能够方便地访问 Windows 串行通信驱动程序的大多数特性，包括输入、输出缓冲区的大小及决定何时使用流控制命令挂起数据传输等。 在 ClassWizard 中为新创建的通信控件定义成员对象 (CMSComm m_Serial)，通过该对象便可以对串口属性进行设置
3、，MSComm 控件共有 27 个属性。以下是通过设置控件属性对串口进行初始化的实例： BOOL CSampleDlg: PortOpen() BOOL m_Opened;m_Serial.SetCommPort(2); / 指定串口号m_Serial.SetSettings(“4800,N,8,1“);/ 通信参数设置m_Serial.SetInBufferSize(1024);/ 指定接收缓冲区大小m_Serial.SetInBufferCount(0);/ 清空接收缓冲区m_Serial.InputMode(1);/ 设置数据获取方式m_Serial.SetInputLen(0);/ 设
4、置读取方式m_Opened=m_Serail.SetPortOpen(1);/ 打开指定的串口return m_Opened; 打开所需串口后，我们需要考虑串口通信的时机。在接收或发送数据过程中，可能需要监视并响应一些事件和错误，所以事件驱动是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。使用 OnComm 事件和 CommEvent 属性捕捉并检查通信事件和错误的值。发生通信事件或错误时将触发 OnComm 事件， CommEvent 属性的值将被改变，应用程序通过检查CommEvent 属性值并作出相应的反应。 使用 API 函数 控件虽然简单易用，但由于必须拿到对话框中使用，在一些需要在线程
5、中实现通信的应用场合下，控件的使用显得捉襟见肘。API 是附带在 Windows 内部的一个极其重要的组成部分。Windows 的 32 位 API 主要是一系列很复杂的函数和消息集合。它可以看作是Windows 系统为在其下运行的各种开发系统提供的开放式通用功能增强接口。 通信程序在 CreateFile 处指定串口设备及相关的操作属性，再返回一个句柄，该句柄将被用于后续的通信操作，并贯穿整个通信过程。串口打开后，其属性被设置为默认值，根据具体需要，通过调用 GetCommState(hComm,bReadStatus = ReadFile( m_hIDComDev, buffer,dwBy
6、tesRead, if(!bReadStatus)if(GetLastError()=ERROR_IO_PENDING)WaitForSingleObject(m_OverlappedRead.hEvent,1000);return (int)dwBytesRead);return(0);return (int)dwBytesRead); 多线程下实现串行通信 Windows 内部的抢先调度程序在活动的线程之间分配 CPU 时间，Windows 区分两种不同类型的线程，一种是用户界面线程(User Interface Thread),它包含消息循环或消息泵，用于处理接收到的消息；另一种是工作线
7、程(Work Thread)，它没有消息循环，用于执行后台任务、监视串口事件的线程即为工作线程。 多线程程序的编写在端口的配置，连接部分与单线程的相同，在端口配置完毕后，最重要的是根据实际情况，建立多线程之间的同步对象，如信号灯、临界区和事件等。 一切就绪后即可启动工作线程，程序如下： CWinThrea CommThread = AfxBeginThread(CommWatchThread, / 线程函数名(LPVOID) m_pTTYInfo, / 传递的参数THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL,/ 设置线程优先级(UINT) 0, / 最大堆栈大小(DWORD) CR
8、EATE_SUSPENDED , / 创建标志(LPSECURITY_ATTRIBUTES) NULL);if(WaitCommEvent(pTTYInfo-idComDev,ResetEvent(pTTYInfo-hPostEvent);/ 置同步事件对象为非信号态:PostMessage(CSampleView,ID_COM1_DATA,0,0); / 发送通知消息 BEGIN_MESSAGE_MAP(CSampleView, CView)/AFX_MSG_MAP(CSampleView)ON_MESSAGE(ID_COM1_DATA, OnProcessCom1Data)ON_MESSA
9、GE(ID_COM2_DATA, OnProcessCom2Data) /AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP() 多线程的实现可以使得各端口独立，准确地实现串行通信，使串行通信具有更广泛的灵活性与严格性，且充分利用 CPU 时间。但在具体的实时监控系统中如何协调多个线程、线程之间以何种方式实现同步，这是多线程串行通信程序实现的难点。 串行通信的操作方式 下面我们将介绍串行通信的几种操作方式： 1.同步方式 同步方式中，读串口的函数试图在串口的接收缓冲区中读取规定数目的数据，直到规定数目的数据全部被读出或设定的超时时间已到时才返回。例如: COMMTIMEOUTS timeOv
10、er;memset(DWORD timeMultiplier,timeConstant;timeOver.ReadTotalTimeoutMultiplier=timeMultiplier;timeOver.ReadTotalTimeoutConstant=timeConstant;SetCommTimeouts(hComport,ReadFile(hComport,inBuffer,nWantRead, COMMTIMEOUTS 结构用于设置读写函数的等待时间。 在 ReadFile 函数中 hComport 为待读串口句柄；inBuffer 为输入缓冲区大小；nWantRead 为每次调用
11、 ReadFile 时，函数试图读出的字节数；nRealRead 为实际读出的字节数；最后一个参数值 NULL 代表 ReadFile 将采用同步文件读写的方式。 如果所规定的待读取数据的数目 nWantRead 较大且设定的超时时间也较长，而接收缓冲区中数据较少，则可能引起线程阻塞。解决这一问题的方法是检查 COMSTAT 结构的cbInQue 成员，该成员的大小即为接收缓冲区中处于等待状态的数据的实际个数。如果令nWantRead 的值等于 COMSTAT.cbInQue，就能较好地防止线程阻塞。 2.查询方式 查询方式，即一个进程中的某一线程定时地查询串口的接收缓冲区，如果缓冲区中有数据
12、，就读取数据；若缓冲区中没有数据，该线程将继续执行，因此会占用大量的 CPU 时间，它实际上是同步方式的一种派生。例如: COMMTIMEOUTS timeOver;memset(timeOver.ReadIntervalTimeout=MAXWORD;SetCommTimeouts(hComport.ReadFile(hComport.inBuffer.nWantRead. 除了 COMMTIMEOUTS 结构的变量 timeOver 设置不同外，查询方式与同步方式在程序代码方面很类似，但二者的工作方式却差别很大。尽管 ReadFile 采用的也是同步文件读写方式，但由于 timeOver
13、的区间超过时间设置为 MAXWORD，所以 ReadFile 每次将读出接收队列中的所有处于等待状态的数据，一次最多可读出 nWantRead 个字节的数据。 3.异步方式 异步方式中，利用 Windows 的多线程结构，可以让串口的读写操作在后台进行，而应用程序的其他部分在前台执行。例如: OVERLAPPED wrOverlapped;COMMTIMEOUTS timeOver;memset(DWORDtimeMultiplier,timeConstant;timeOver.ReadTotalTimeoutMultiplier=timeMultiplier;timeOver.ReadTot
14、alTimeoutConstant=timeConstant;SetCommTimeouts(hComport,wrOverlapped.hEvent=CreateEvent(NULL.TRUE,FALSE,NULL);ReadFile(hComport,inBuffer,nWantRead,GetOverlappedResult(hComport,ResetEvent(wrOverlapped.hEvent); 上面代码中的 ReadFile 由于采用了异步方式，所以它只返回数据是否已开始读入的状态，并不返回实际的读入数据，即 ReadFile 中的 nRealRead 无效。实际读入的数据
15、是由GetOverlappedResult 函数返回的，该函数的最后一个参数值为 TRUE，表示它等待异步操作结束后才返回到应用程序，此时，GetOverlappedResult 函数与 WaitForSingleObject 函数等效。 当采用异步方式时，在用 CreateFile 打开串口设备时，CreateFile 函数的参数fdwAttrsAndFlags 必须设为 FILE_FLAG_ OVERLAPPED。在 Windows 中，只有在串行设备上才支持异步文件读写，并且，GetOverlappedResult 函数也只支持串行设备或用DeviceloControl 函数打开的文件。
16、 4.事件驱动方式 若对端口数据的响应时间要求较严格，可采用事件驱动方式。事件驱动方式通过设置事件通知，当所希望的事件发生时，Windows 发出该事件已发生的通知，这与 DOS 环境下的中断方式很相似。Windows 定义了 9 种串口通信事件，较常用的有以下三种： EV_RXCHAR:接收到一个字节，并放入输入缓冲区； EV_TXEMPTY:输出缓冲区中的最后一个字符，发送出去； EV_RXFLAG:接收到事件字符(DCB 结构中 EvtChar 成员)，放入输入缓冲区。 在用 SetCommMask()指定了有用的事件后，应用程序可调用 WaitCommEvent()来等待事件的发生。S
17、etCommMask(hComm,0)可使 WaitCommEvent()中止。例如: COMSTAT comStat;DWORD dwEvent;SetCommMask(hComport,EV_RXCHAR);if(WaitCommEvent(hComport, 程序中，我们首先用 SetCommMask 函数设置事件代码，上面的代码中为 EV_RXCHAR，表示接收到一个字符时触发这一事件，然后调用 WaitCommEvent 函数等待该事件的发生。注意，WaitCommEvent 函数第 3 个参数 1pOverlapped 可以是一个 OVERLAPPED 结构的变量指针，也可以是 N
18、ULL，当用 NULL 时，表示该函数是同步的，否则表示该函数是异步的。 5.几种方式的比较 在一般要求情况下，查询方式是一种最直接的读串口方式。但定时查询存在一个致命弱点，即查询是定时发生的，可能发生得过早或过晚。在数据变化较快的情况下，特别是主控计算机的串口通过扩展板扩展至多个时，需定时地对所有串口轮流查询，此时容易发生数据的丢失。虽然定时间隔越小，数据的实时性越高，但系统的资源也被占去越多。 Windows 中提出文件读写的异步方式，主要是针对文件 I/O 相对较慢的速度而进行的改进，它利用了 Windows 的多线程结构。虽然在 Windows 中没有实现任何对文件 I/O 的异步操作，但它却能对串口进行异步操作。采用异步方式，可以提高系统的整体性能，在对系统强壮性要求较高的场合，建议采用这种方式。 事件驱动方式是一种高效的串口读方式。这种方式的实时性较高，特别是对于扩展了多个串口的情况，并不要求像查询方式那样定时地对所有串口轮流查询，而是像中断方式那样，只有当设定的事件发生时，应用程序得到 Windows 操作系统发出的消息后，才进行相应处理，避免了数据丢失。在实时性要求较高的场合，笔者建议采用这种方式。 本文来自 CSDN 博客，转载请标明出处：http:/
