串口通讯的基本原理.txt

详细介绍了串口数据通讯的基本原理

。。。。。。。。 // 准备需要发送的命令，放在TxData[]中
CByteArray array;
array.RemoveAll();
array.SetSize(Count);
for(i=0;i<Count;i++)
array.SetAt(i, TxData[i]);
　　 m_ComPort.SetOutput(COleVariant(array)); // 发送数据
}
请大家认真关注第⑷、⑸中内容，在实际工作中是重点、难点所在。
㈡ 使用32位的API 通信函数:
可能很多朋友会觉得奇怪：用32位API函数编写串口通信程序，不就是把16位的API换成32位吗？16位的串口通信程序可是多年之前就有很多人研讨过了……
此文主要想介绍一下在API串口通信中如何结合非阻塞通信、多线程等手段，编写出高质量的通信程序。特别是在CPU处理任务比较繁重、与外围设备中有大量的通信数据时，更有实际意义。
⑴．在中MainFrm.cpp定义全局变量
HANDLE　　　　hCom; // 准备打开的串口的句柄
HANDLE　　　　hCommWatchThread ;//辅助线程的全局函数
⑵．打开串口，设置串口
hCom =CreateFile( "COM2", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 允许读写
　　　　　　　　 0,　　　　　　　　　　// 此项必须为0
　　　　　　　　 NULL,　　　　　　　　 // no security attrs
　　　　　　　　 OPEN_EXISTING,　　　　//设置产生方式
　　　　　　　　 FILE_FLAG_OVERLAPPED, // 我们准备使用异步通信
　　　　　　　　 NULL );
请大家注意，我们使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED结构。这正是使用API实现非阻塞通信的关键所在。
ASSERT(hCom!=INVALID_HANDLE_VALUE); //检测打开串口操作是否成功
SetCommMask(hCom, EV_RXCHAR|EV_TXEMPTY );//设置事件驱动的类型
SetupComm( hCom, 1024,512) ; //设置输入、输出缓冲区的大小
PurgeComm( hCom, PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR
　　　　　　　　　　 | PURGE_RXCLEAR ); //清干净输入、输出缓冲区
COMMTIMEOUTS CommTimeOuts ; //定义超时结构，并填写该结构
　　 …………
SetCommTimeouts( hCom, &CommTimeOuts ) ;//设置读写操作所允许的超时
DCB　　　　dcb ; // 定义数据控制块结构
GetCommState(hCom, &dcb ) ; //读串口原来的参数设置
dcb.BaudRate =9600; dcb.ByteSize =8; dcb.Parity = NOPARITY;
dcb.StopBits = ONESTOPBIT ;dcb.fBinary = TRUE ;dcb.fParity = FALSE;
SetCommState(hCom, &dcb ) ; //串口参数配置
上述的COMMTIMEOUTS结构和DCB都很重要，实际工作中需要仔细选择参数。
⑶启动一个辅助线程，用于串口事件的处理。
Windows提供了两种线程，辅助线程和用户界面线程。区别在于：辅助线程没有窗口，所以它没有自己的消息循环。但是辅助线程很容易编程，通常也很有用。
在次，我们使用辅助线程。主要用它来监视串口状态，看有无数据到达、通信有无错误；而主线程则可专心进行数据处理、提供友好的用户界面等重要的工作。
hCommWatchThread=
　　　　 CreateThread( (LPSECURITY_ATTRIBUTES) NULL, //安全属性
　　　　　　　　 0,//初始化线程栈的大小，缺省为与主线程大小相同
　　　　　　　　 (LPTHREAD_START_ROUTINE)CommWatchProc, //线程的全局函数
　　　　　　　　 GetSafeHwnd(), //此处传入了主框架的句柄
　　　　　　　　 0, &dwThreadID );
　　ASSERT(hCommWatchThread!=NULL);
⑷为辅助线程写一个全局函数，主要完成数据接收的工作。请注意OVERLAPPED结构的使用，以及怎样实现了非阻塞通信。
UINT CommWatchProc(HWND hSendWnd){
　　DWORD dwEvtMask=0 ;
　　SetCommMask( hCom, EV_RXCHAR|EV_TXEMPTY );//有哪些串口事件需要监视？
　　WaitCommEvent( hCom, &dwEvtMask, os );// 等待串口通信事件的发生
　　检测返回的dwEvtMask，知道发生了什么串口事件：
　　if ((dwEvtMask & EV_RXCHAR) == EV_RXCHAR){ // 缓冲区中有数据到达
　　COMSTAT ComStat ; DWORD dwLength;
　　ClearCommError(hCom, &dwErrorFlags, &ComStat ) ;
　　dwLength = ComStat.cbInQue ; //输入缓冲区有多少数据？
　　if (dwLength > 0) {
BOOL fReadStat ;　　
　　fReadStat = ReadFile( hCom, lpBuffer，dwLength, &dwBytesRead,
　　　　　　　　　　　　&READ_OS( npTTYInfo ) ); //读数据
注:我们在CreareFile()时使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED,现在ReadFile()也必须使用
　　LPOVERLAPPED结构.否则,函数会不正确地报告读操作已完成了.
　　　　使用LPOVERLAPPED结构, ReadFile()立即返回,不必等待读操作完成,实现非阻塞
　　　　通信.此时, 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；
　　　　　　　　　　　　 //缓冲区数据没有读完，继续
　　　　　　 …… ……　　　　　　
　　 ::PostMessage((HWND)hSendWnd,WM_NOTIFYPROCESS,0,0);//通知主线程，串口收到数据　　}
　　所谓的非阻塞通信，也即异步通信。是指在进行需要花费大量时间的数据读写操作（不仅仅是指串行通信操作）时，一旦调用ReadFile()、WriteFile(), 就能立即返回，而让实际的读写操作在后台运行；相反，如使用阻塞通信，则必须在读或写操作全部完成后才能返回。由于操作可能需要任意长的时间才能完成，于是问题就出现了。
非常阻塞操作还允许读、写操作能同时进行（即重叠操作?），在实际工作中非常有用。
要使用非阻塞通信，首先在CreateFile()时必须使用FILE_FLAG_OVERLAPPED；然后在 ReadFile()时lpOverlapped参数一定不能为NULL，接着检查函数调用的返回值，调用GetLastError()，看是否返回ERROR_IO_PENDING。如是，最后调用GetOverlappedResult()返回重叠操作(overlapped operation)的结果;WriteFile()的使用类似。
⑸．在主线程中发送下行命令。
BOOL　　fWriteStat ; char szBuffer[count];
　　　　　　 …………//准备好发送的数据，放在szBuffer[]中
fWriteStat = WriteFile(hCom, szBuffer, dwBytesToWrite,
　　　　　　　　　　 &dwBytesWritten, &WRITE_OS( npTTYInfo ) ); //写数据
注:我们在CreareFile()时使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED,现在WriteFile()也必须使用　　 LPOVERLAPPED结构.否则,函数会不正确地报告写操作已完成了.
　　 使用LPOVERLAPPED结构,WriteFile()立即返回,不必等待写操作完成,实现非阻塞 通信.此时, WriteFile()返回FALSE, GetLastError()返回ERROR_IO_PENDING.
int err=GetLastError();
if (!fWriteStat) {
　　 if(GetLastError() == ERROR_IO_PENDING){
　　　　while(!GetOverlappedResult(hCom, &WRITE_OS( npTTYInfo ),
　　　　　　　　　　 &dwBytesWritten, TRUE )) {
　　　　　　dwError = GetLastError();
　　　　　　if(dwError == ERROR_IO_INCOMPLETE){
　　　　　　　　　　 // normal result if not finished
　　　　　　　　dwBytesSent += dwBytesWritten; continue; }
　　　　......................
综上，我们使用了多线程技术，在辅助线程中监视串口，有数据到达时依靠事件驱动，读入数据并向主线程报告（发送数据在主线程中，相对说来，下行命令的数据总是少得多）；并且，WaitCommEvent()、ReadFile()、WriteFile()都使用了非阻塞通信技术，依靠重叠（overlapped）读写操作，让串口读写操作在后台运行。
依托vc6.0丰富的功能，结合我们提及的技术，写出有强大控制能力的串口通信应用程序。就个人而言，我更偏爱API技术，因为控制手段要灵活的多,功能也要强大得多