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深入分析Visual C++進行串口通信編程的詳解

編輯:C語言基礎知識
利用Visual C++在windows環境下設計異步串行通信程序可以使用不同的方法。一種方法可以使用windows系統提供的串行口API函數;另一種方法可以直接使用Microsoft公司提供的ActiveX控件MSCOMM.OCX。利用MSCOMM.OCX控件進行串行口程序設計相對比較簡單,只要對該控件的屬性、事件和方法進行設置和操作,就能完成簡單的串行通信功能。而直接使用windows系統提供的串行口API函數則相對較為靈活。試驗中,可根據自己的情況任意其中一種進行編程。以下針對如何使用windows系統提供的串行口API函數進行編程做簡要介紹

在windows系統,串行口和其它通信設備都是作為文件進行處理的。串行口的打開、關閉、發送和接收所用的函數都與操作文件的函數相同。總體來說,利用Visual C++進行異步串行通信程序設計通常可以分為4個大階段,它們是串行口打開階段、串行口狀態值讀取和屬性設置階段、串行數據的發送與接收階段,以及串行口關閉階段。

(1)打開串行口
在對串行口進行所有的操作之前,首先要將其打開。串行口的打開可以使用CreateFile函數,CreateFile函數將返回一個句柄,在隨後與該串行口相關的各種操作中使用。與文件操作相同,在利用CreateFile打開串行口時,也可以將串行口指定為“讀訪問權限”、“寫訪問權限”或“讀寫訪問權限”。
代碼如下:

HANDLE CreateFile(
LPCTSTR  lpFileName
DWORD   dwDesiredAccess
DWORD   dwSharedMode
LPSECURITY_ATTRIBUTES  lpSecurityAttributes
DWORD   dwCreationDisposition
DWORD   dwFlagsAndAttributes
HANDLE   hTemplateFile
);

在調用成功時,CreateFile返回打開文件的句柄,該句柄將在以後與該串口相關的各個調用函數中使用。如果調用失敗,則CreateFile返回INVALID_HANDLE_VALUE。
(2)串行口的狀態讀取和屬性設置
一旦將串口打開,就可以對該串口的屬性進行設置。由於串口的屬性非常復雜,因此通常采用讀取該串口當前狀態值,然後在此基礎上進行修改的方法。
獲取串行口當前狀態
代碼如下:

BOOL  GetCommState(
  HANDLE hFile
  LPDCB  lpDCB
);

GetCommState函數的第一個參數hFile是由CreateFile函數返回指向已打開串行口的句柄。第二個參數指向設備控制塊DCB。DCB是一個非常重要的數據結構,幾乎所有的串行口屬性和狀態都存儲在該結構的成員變量中。
對串口進行設置
windows系統利用SetCommState函數修改串行口的當前參數配置。SetCommState函數聲明如下:
代碼如下:

BOOL  SetCommState(
  HANDLE hFile
  LPDCB  lpDCB
);

GetCommState函數的第一個參數hFile是由CreateFile函數返回指向已打開串行口的句柄。第二個參數指向設備控制塊DCB。如果函數調用成功,則返回值為非0;若函數調用失敗,則返回值為0。當應用程序僅僅需要修改一部分串行口的配置值時,可以通過GetCommState函數獲得當前的DCB結構,然後更改參數,再調用SetCommState函數設置修改過的DCB來配置串行口。
為串口分配接收和發送緩沖區
當一個串行口打開時,可以為該串口分配一個發送緩沖區和一個接收緩沖區。串行口發送緩沖區和接收緩沖區的配置可以由函數SetupComm實現。如果不調用SetupComm,系統會為該串口分配默認的發送緩沖區和接收緩沖區。但是為了保證緩沖區的大小與實際需要的一致,最好調用該函數進行設置。SetupComm函數原型如下:
代碼如下:

BOOL  SetupComm(
 HANDLE hFile
 DWORD dwInQueue
 DWORD dwOutQueue
);

其中hFile是由CreateFile函數返回指向已打開串行口的句柄。參數dwInQueue和dwOutQueue分別指定應用程序推薦使用的接收緩沖區和發送緩沖區的大小。
清空接收和發送緩沖區
在進行串口所有的發送和接收數據操作之前,最好使用PurgeComm函數將串行口發送緩沖區和接收緩沖區中的數據清楚干淨。PurgeComm函數原型如下:
代碼如下:

BOOL  PurgeComm(
 HANDLE  hFile
 DWORD   dwFlages
);

參數hFile是由CreateFile函數返回指向已打開串行口的句柄,參數dwFlags指明執行的動作。如果dwFlags為PURGE_TXCLEAR,則通知系統清空發送緩沖區;如果dwFlags為PURGE_RXCLEAR,則通知系統清空接收緩沖區;如果需要將發送緩沖區和接收緩沖區全部清空,可以把dwFlags設置為PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR。如果PurgeComm函數調用成功,則返回值為非0;若函數調用失敗,則返回值為0。
(3)串行數據的發送和接收
與普通的文件操作相同,在對串行口進行操作時,通常利用ReadFile函數讀取串行口收到的數據,利用WriteFile將需要發送的數據寫如串行口。
串行數據的接收
利用ReadFile函數可以讀取將串行口接收到的數據。ReadFile函數原型如下:
代碼如下:

BOOL  ReadFile(
HANDLE  hFile
LPVIOD   lpBuffer
DWORD   nNumberOfBytesToRead
LPDWORD   lpNumberOfBytesRead
LPOVERLAPPED  lpOverlapped
);

其中參數hFile指向已經打開的串行口句柄;lpBuffer指向一個讀取數據緩沖區;nNumberOfBytesToRead指定要從串行設備中讀取的字節數;lpNumberOfBytesRead指明實際從串行口中讀出的字節數;lpOverlapped指向一個OVERLAPPED結構變量,該結構變量中包含一個同步事件。

通常如果調用成功,ReadFile返回非0值;否則返回值為0。但是對於接收操作在後台進行的串口來說,返回值為0不一定說明函數調用失敗。此時可以調用GetLastError函數獲取進一步的信息。如果GetLastError返回值為ERROR_IO_PENDING,則說明該讀取串口的操作仍然處於後台等待狀態,而非一個真正意義上的錯誤。
串行數據的發送
利用WriteFile函數可以向串行口寫入數據。WriteFile函數原型如下:
代碼如下:

BOOL  WriteFile(
HANDLE  hFile
LPVIOD   lpBuffer
DWORD   nNumberOfBytesToWrite
LPDWORD   lpNumberOfBytesWritten
LPOVERLAPPED  lpOverlapped
);

其中參數hFile指向已經打開的串行口句柄;lpBuffer指向一個發送數據緩沖區;nNumberOfBytesToRead指定要從串行設備中發送的字節數;lpNumberOfBytesRead指明實際從串行口中發送的字節數;lpOverlapped指向一個OVERLAPPED結構變量,該結構變量中包含一個同步事件。

通常如果調用成功,WriteFile返回非0值;否則返回值為0。但是對於發送操作在後台進行的串口來說,返回值為0不一定說明函數調用失敗。此時可以調用GetLastError函數獲取進一步的信息。如果GetLastError返回值為ERROR_IO_PENDING,則說明該寫入串口的操作仍然處於後台等待狀態,而非一個真正意義上的錯誤。
(4)關閉串行口
在用完串行口後通常要將其關閉。如果忘記關閉,該串口會始終處於打開狀態,其它的應用程序就不能打開或使用它。
關閉串口可以使用函數CloseHandle,其函數原型如下:
代碼如下:

BOOL  CloseHandle(
HANDLE  hObject
);

CloseHandle函數非常簡單,其中hObject為該打開串口的句柄。如果該函數調用成功,則返回值為非0;否則返回值為0。
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