Windows上位机C++串口通信原理+库代码编写+库运用（机甲大师逐曦战队算法组主线教程1）

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本文聚焦于C++在Windows环境下的串口通信，因C++无Python方便的串口库，需自行定义。文中先介绍串口通信理论，包括数电基础、通信基础、UART协议等，接着讲解串口库代码编写，涵盖Windows主要函数、类的创建与函数编写，还说明了库的使用及完整操作步骤，并布置了作业。

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C++中的串口通信没有Python方便的sarial库，须自己定义完成库调用。

本文主要教学简单的串口库编写及调用，并附全部代码及库文件。

建议自行编写库体会串口通信，并完成作业。

一、串口通信理论

（一）基本概念

1、数电基础

省流版：通信中串口发送的数据内容与格式编写需一定数电基础，稍作了解即可

（1）数制

指多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则。

常用数制：十进制、二进制、八进制、十六进制等

（2）码制

用数字技术来处理和传输的以二进制形式表示数字、字母或特殊符号的系统。

用文字、符号或数码表示特定对象的过程称为编码。数字电路中常用的是二进制编码。N位二进制代码有2的N次方个状态，可表示2的N次方个对象。

2、通信基础

（1）并行串行

（2）异步同步

异步串行通信：异步串行通信是指通信双方以一个字符（包括特定附加位）作为数据传输单位且发送方传送字符的间隔时间不一定，具有不规则数据段传送特性的串行数据传输。

同步串行通信：同步串行通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。

（3）单工双工

（二）串口概述

1、UART协议

（1）UART

Universal Asynchronous Receiver Transmitter 即通用异步收发器，是一种通用的串行、异步通信总线该总线有两条数据线，可以实现全双工的发送和接收在嵌入式系统中常用于主机与辅助设备之间的通信

（2）UART帧格式

（3）硬件连接

TXD为发送端，RXD为接收端

（4）参数波特率

用于描述UART通信时的通信速度，其单位为 bps(bit per second)即每秒钟传送的bit的数量

2、个人计算机中的串口

（1）USB串口

Universal Serial Bus（通用串行总线) 简称USB，是目前电脑上应用较广泛的接口规范，由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC、Northern Telcom等几家大厂商发起的新型外设接口标准。USB接口是电脑主板上的一种四针接口，其中中间两个针传输数据，两边两个针给外设供电。USB接口速度快、连接简单、不需要外接电源，传输速度12Mbps，最新USB2.0可达480Mbps；电缆最大长度5米，USB电缆有4条线，2条信号线，2条电源线，可提供5伏特电源，USB通过串联方式最多可串接127个设备；支持热插拔。