用Win32 API实现串行通信

       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。我们可以利用Windows API 提供的通信函数编写出高可移植性的串行通信程序。

在Win16中，可以利用OpenComm、CloseComm和WriteComm等函数打开、关闭 和读写串口。但在Win32中，串口和其他通信设备均被作为文件处理，串口的打开、关闭和读写等操作所用的API函数与操作文件的函数相同。可通过 CreateFile函数打开串口，通过CloseFile函数关闭串口，通过CommProp、DCB结构、GetCommProperties、 SetCommProperties、GetCommState及SetCommState等函数设置串口状态，通过函数ReadFile和 WritFile读写串口。

VC＋＋ 6.0是Windows应用程序开发的主流语言之一，它具有良好的图形设计界面并支持面向对象的程序设计方法。本文结合一个实例介绍在VC＋＋ 6.0下如何利用Win32 API 实现串行通信程序。

实现原理

本文的实例来自一个水泥发货系统，在系统中，需要将通过总量传感器采集到的仓重值传入到计算机中，以便系统做出相应的处理。这需要使用串行通信来完成采集数据的传递工作。

对于串行通信设备，Win32 API支持同步和异步两种I/O操作。同步操作方式的程序设计相对比较简单，但I/O操作函数在I/O操作结束前不能返回，这将挂起调用线程，直到I/O 操作结束。异步操作方式相对要复杂一些，但它可让耗时的I/O操作在后台进行，不会挂起调用线程，这在大数据量通信的情况下对改善调用线程的响应速度是相 当有效的。异步操作方式特别适合同时对多个串行设备进行I/O操作和同时对一个串行设备进行读/写操作。这两种操作方式的程序设计基本思想是相似的，本文 将针对同步操作方式给出具体的通信程序设计，同时简单说明如何实现异步的I/O操作。

串行设备的初始化

串行设备的初始化是利用CreateFile函数实现的。该函数获得串行设备句柄并对其进行通信参数设置，包括设置输出/接收缓冲区大小、超时控制和事件监视等。

//串行设备句柄；

HANDLE hComDev=0;

//串口打开标志；

BOOL bOpen=FALSE;

//线程同步事件句柄；

HANDLE hEvent=0;

BOOL SetupSynCom()

{

DCB dcb;

COMMTIMEOUTS timeouts;

//设备已打开

if(bOpen) return FALSE;

//打开COM1

if((hComDev=CreateFile(“COM1”,GENERICREAD|GENERICWRITE,0,NULL,OPENEXISTING,FILEATTRIBUTENORMAL,NULL))==

INVALIDHANDLEVALUE)

return FALSE;

//设置超时控制

SetCommTimeouts(hComDev,＆timeouts);

//设置接收缓冲区和输出缓冲区的大小

SetupComm(hComDev,1024,512);

//获取缺省的DCB结构的值

GetCommState(hComDev,＆dcb);

//设定波特率为9600 bps

dcb.BaudRate=CBR9600;

//设定无奇偶校验

dcb.fParity=NOPARITY;

//设定数据位为8

dcb.ByteSize=8;

//设定一个停止位

dcb.StopBits=ONESTOPBIT;

//监视串口的错误和接收到字符两种事件

SetCommMask(hComDev,EVERR|EVRXCHAR);

//设置串行设备控制参数

SetCommState(hComDev,＆dcb);

//设备已打开

bOpen=TRUE;

//创建人工重设、未发信号的事件

hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,

“WatchEvent”);

//创建一个事件监视线程来监视串口事件

AfxBeginThread(CommWatchProc,pParam);

}

在设置串口DCB结构的参数时，不必设置每一个值。首先读出DCB缺省的参数设置，然后只修改必要的参数，其他参数都取缺省值。由于对串口进行的是同步 I/O操作，所以除非指定进行监测的事件发生，否则WaitCommEvent函数不会返回。在串行设备初始化的最后要建立一个单独的监视线程来监视串口 事件，以免挂起当前调用线程,其中pParam可以是一个对事件进行处理的窗口类指针。

如果要进行异步I/O操作，打开设备句柄时，CreateFile的第6个参数应增加FILEFLAGOVERLAPPED 标志。

数据发送

数据发送利用WriteFile函数实现。对于同步I/O操作，它的最后一个参数可为NULL；而对异步I/O操作，它的最后一个参数必需是一个指向OVERLAPPED结构的指针，通过OVERLAPPED结构来获得当前的操作状态。

BOOL WriteComm(LPCVOID lpSndBuffer,DWORD

dwBytesToWrite)

{ //lpSndBuffer为发送数据缓冲区指针，

dwBytesToWrite为将要发送的字节长度

//设备已打开

BOOL bWriteState;

//实际发送的字节数

DWORD dwBytesWritten;

//设备未打开

if(!bOpen) return FALSE;

bWriteState=WriteFile(hComDev,lpSndBuffer,

dwBytesToWrite,＆dwBytesWritten,NULL);

if(!bWriteState || dwBytesToWrite!=dwBytesWritten)

//发送失败

return FALSE;

else

//发送成功

return TRUE;

}

数据接收

接收数据的任务由ReadFile函数完成。该函数从串口接收缓冲区中读取数据，读取数据前，先用ClearCommError函数获得接收缓冲区中的字节数。接收数据时，同步和异步读取的差别同发送数据是一样的。

DWORD ReadComm(LPVOID lpInBuffer,DWORD

dwBytesToRead)

{ //lpInBuffer为接收数据的缓冲区指针， dwBytesToRead为准备读取的数据长度（字节数）

//串行设备状态结构

COMSTAT ComStat;

DWORD dwBytesRead,dwErrorFlags;

//设备未打开

if(!bOpen) return 0;

//读取串行设备的当前状态

ClearCommError(hComDev,＆dwErrorFlags,＆ComStat);

//应该读取的数据长度

dwBytesRead=min(dwBytesToRead,ComStat.cbInQue);

if(dwBytesRead>0)

//读取数据

if(!ReadFile(hComDev,lpInBuffer,dwBytesRead,＆dwBytesRead,NULL))

dwBytesRead=0;

return dwBytesRead;

}

事件监视线程

事件监视线程对串口事件进行监视，当监视的事件发生时，监视线程可将这个事件发送(SendMessage)或登记(PostMessage)到对事件进行处理的窗口类（由pParam指定）中。

UINT CommWatchProc(LPVOID pParam)

{ DWORD dwEventMask=0; //发生的事件；

while(bOpen)

{ //等待监视的事件发生

WaitCommEvent(hComDev, ＆dwEventMask,

NULL);

if ((dwEventMask ＆ EVRXCHAR) ==

EVRXCHAR)

……//接收到字符事件后，可以将此消息登记到由pParam有指定的窗口类中进行处理

if(dwEventMask ＆ EVERR)==EVERROR)

……//发生错误时的处理

}

SetEvent(hEvent);

//发信号，指示监视线程结束

return 0;

}

关闭串行设备

在整个应用程序结束或不再使用串行设备时，应将串行设备关闭，包括取消事件监视，将设备打开标志bOpen置为FALSE以使事件监视线程结束，清除发送/接收缓冲区和关闭设备句柄。

void CloseSynComm()

{

if(!bOpen) return;

//结束事件监视线程

bOpen=FALSE;

SetCommMask(hComDev,0);

//取消事件监视，此时监视线程中的WaitCommEvent将返回

WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE);

//等待监视线程结束

CloseHandle(hEvent); //关闭事件句柄

//停止发送和接收数据，并清除发送和接收缓冲区

PurgeComm(hComDev,PURGETXABORT|

PURGERXABORT|PURGETXCLEAR|

PURGERXCLEAR);

//关闭设备句柄

CloseHandle(hComDev);

}

小 结

        以上给出了用Win32 API 设计串行通信的基本思路，对这个同步I/O操作的串行通信程序稍加改造就可进行异步I/O操作。在实际应用中，我们可以将这些串行通信函数和成员变量加到 一个已有的CWnd类或其派生类中来实现串行通信，也可设计一个新的串行通信类来包含这些成员函数和成员变量。总之，利用Win32 API可以设计出满足各种需要的串行通信程序。