在 Win32 下,可以使用两种编程方式实现串口通信,一是使用 ActiveX 控件。二是调用 Windows 的 API 函数,这种方法可以清楚地掌握串口通信的机制,并且自由灵活。本文介绍 API 串口通信。
一般都通过四个步骤来完成:(1) 打开串口;(2) 配置串口;(3) 读写串口;(4) 关闭串口。
(1) 打开串口 Win32 系统把文件的概念进行了扩展。
无论是文件、通信设备、命名管道、邮件槽、磁盘、还是控制台,都是用 API 函 数 CreateFile 来打开或创建的。该函数的原型为:
HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName, //将要打开的串口逻辑名,如 “COM1”
DWORD dwDesiredAccess, //指定串口访问的类型,可以是读取、写入或二者并列
DWORD dwShareMode, //指定共享属性,由于串口不能共享,该参数必须置为 0
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //引用安全性属性结构,缺省值为 NULL
DWORD dwCreationDistribution, //创 建 标 志 对 串 口 操 作 该 参 数 必 须 置 为
//OPEN_EXISTING
DWORD dwFlagsAndAttributes, //属性描述,用于指定该串口是否进行异步操作,该值为
//FILE_FLAG_OVERLAPPED,表示使用异步的 I/O;该
//值为 0,表示同步 I/O 操作;
HANDLE hTemplateFile); //对串口而言该参数必须置为 NULL
(2)配置串口 在打开通讯设备句柄后,常常需要对串口进行一些初始化配置工作。这需要通过一个DCB 结构来进行。 DCB 结构包含了诸如波特率、数据位数、奇偶校验和停止位数等信息。在查询或配置串口的属性时,都要用 DCB 结构来作为缓冲区。
一般用 CreateFile 打 开 串 口 后 ,可以调用 GetCommState 函数来获取串口的初始配置。要修改串口的配置,应该先修改 DCB 结构,然后再调用 SetCommState 函数设置串口。 DCB 结构包含了串口的各项参数设置,下面仅介绍几个该结构常用的变量:
typedef struct _DCB{ ………
//波特率,指定通信设备的传输速率。这个成员可以是实际波特率值或者下面的常量值之一:
DWORD BaudRate;CBR_110, CBR_300, CBR_600, CBR_1200, CBR_2400, CBR_4800, CBR_9600,CBR_19200, CBR_38400,CBR_56000, CBR_57600, CBR_115200, CBR_128000, CBR_256000, CBR_14400
DWORD fParity; // 指定奇偶校验使能。若此成员为 1,允许奇偶校验检查
BYTE ByteSize; // 通信字节位数, 4—8BYTE
Parity; //指定奇偶校验方法。此成员可以有下列值:
EVENPARITY 偶校验 NOPARITY 无校验 MARKPARITY 标记校验 ODDPARITY 奇校验
BYTE StopBits; //指定停止位的位数。
此成员可以有下列值:ONESTOPBIT 1 位停止位 TWOSTOPBITS 2 位停止位ONE5STOPBITS 1.5 位停止位 ……… } DCB;
GetCommState 函数可以获得 COM 口的设备控制块,从而获得相关参数:
BOOL GetCommState(
HANDLE hFile, //标识通讯端口的句柄
LPDCB lpDCB //指向一个设备控制块( DCB 结构)的指针
);
SetCommState 函数设置 COM 口的设备控制块:
BOOL SetCommState(
HANDLE hFile,
LPDCB lpDCB
);
除了在 BCD 中的设置外,程序一般还需要设置 I/O 缓冲区的大小和超时。Windows 用I/O 缓 冲 区 来 暂 存 串 口 输 入 和 输 出 的 数 据 。如 果 通信 的 速 率 较 高 ,则 应 该 设置 较 大 的 缓 冲 区 。
调 用 SetupComm 函数可以设置串行口的输入和输出缓冲区的大小。
BOOL SetupComm(
HANDLE hFile, // 通信设备的句柄
DWORD dwInQueue, // 输入缓冲区的大小(字节数)
DWORD dwOutQueue // 输出缓冲区的大小(字节数)
);
在用 ReadFile 和 WriteFile读写串行口时 ,需要考虑超时问题 。超时的作用是在指定的时间内没有读入或发送指定数量的字符, ReadFile 或 WriteFile 的操作仍然会结束。 要查询当前的超时设置应调用 GetCommTimeouts 函数,该函数会填充一个COMMTIMEOUTS 结构。调用 SetCommTimeouts 可以用某一个 COMMTIMEOUTS 结构的内容来设置超时。
读写串口的超时有两种:间隔超时和总超时。间隔超时是指在接收时两个字符之间的最大时延。总超时是指读写操 作总共花费的最大时间。写操作只支持总超时,而读操作两种超时均支持。用 COMMTIMEOUTS 结构可以规定读写操作的超时。
COMMTIMEOUTS 结构的定义为:
typedef struct _COMMTIMEOUTS {
DWORD ReadIntervalTimeout; //读间隔超时
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; //读时间系数
DWORD ReadTotalTimeoutConstant; //读时间常量
DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 写时间系数
DWORD WriteTotalTimeoutConstant; //写时间常量
} COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;
COMMTIMEOUTS 结构的成员都以毫秒为单位。总超时的计算公式是:
总超时=时间系数 ×要求读 /写的字符数+时间常量
例如,要读入10个字符,那么读操作的总超时的计算公式为:
读总超时= ReadTotalTimeoutMultiplier×10+ ReadTotalTimeoutConstant
可以看出:间隔超时和总超时的设置是不相关的,这可以方便通信程序灵活地设置各种超时 。
如果所有写超时参数均为 0,那么就不使用写超时。如果 ReadIntervalTimeout 为 0,那么就不使用读间隔超时。如果 ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant都 为 0,则不使用读总超时。如果读间隔超时被设置成 MAXDWORD 并且读时间系数和读时间常量都为 0,那么在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回,而不管是否读入了要求的字符。 在用重叠方式读写串口时,虽然 ReadFile 和 WriteFile 在 完 成 操 作 以 前 就 可 能 返 回 ,但超时仍然是起作用的。在这种情况下,超时规定的是操作的完成时间,而不是 ReadFile 和WriteFile 的返回时间。
(3) 读写串口我们使用 ReadFile 和 WriteFile 读写串口,下面是两个函数的声明:
BOOL ReadFile(
HANDLE hFile, //串口的句柄
LPVOID lpBuffer, // 读入的数据存储的地址,即读入的数据将存储
//在以该指针的值为首地址的一片内存区
DWORD nNumberOfBytesToRead, // 要读入的数据的字节数指向一个 DWORD 数值,
//该数值返回读操作实际读入的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // 重叠操作时 ,该参数指向 一 个 OVERLAPPED 结 构 //同 步操 作 时 ,该 参数 为 NULL。
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
BOOL WriteFile(
HANDLE hFile, //串口的句柄
// 写入的数据存储的地址,
// 即以该指针的值为首地址的 nNumberOfBytesToWrite
// 个字节的数据将要写入串口的发送数据缓冲区。
LPCVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToWrite, //要写入的数据的字节数
// 指向指向一个 DWORD 数值,该数值返回实际写入的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // 重叠操作时,该参数指向一个 OVERLAPPED 结构, // 同步操作时,该参数为 NULL。
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
在用 ReadFile 和 WriteFile 读写串口时,既可以同步执行,也可以重叠执行。在同步执行时 ,函数直到操作完成 后才返回 。这意味着同步执行时线程会被阻塞 ,从而导致效率下 降 。在重叠执行时,即使 操作还未完成,这两个函 数也会立即返回,费时的I/O操作在后台进行。
ReadFile 和 WriteFile 函数是同步还是异步由 CreateFile 函数决定,如果在调用CreateFile 创建句柄时指定了 FILE_FLAG_OVERLAPPED 标志,那么调用 ReadFile 和WriteFile 对该句柄进行的操作就应该是重叠的;如果未指定重叠标志,则读写操作应该是同步的。 ReadFile 和 WriteFile 函数的同步或者异步应该和 CreateFile 函数相一致。 ReadFile 函数只要在串口输入缓冲区中读入指定数量的字符,就算完成操作。而WriteFile 函数不但要把指定数量的字符拷入到输出缓冲区,而且要等这些字符从串行口送出去后才算完成操作。
如果操作成功,这两个函数都返回 TRUE。需要注意的是,当 ReadFile 和 WriteFile 返回 FALSE 时,不一定就是操作失败,线 程应该调用 GetLastError 函数分析返回的结果。例如,在重叠操作时如果操作还未完成函数就返回,那么函数就返回 FALSE,而且GetLastError 函数返回 ERROR_IO_PENDING。这说明重叠操作还未完成。
(4) 关闭串口 利 用 API 函数关闭串口非常简单,只需使用 CreateFile 函数返回的句柄作为参数调用CloseHandle 即可:
BOOL CloseHandle(
HANDLE hObject; //handle to object to close
);
以上是串口编程最基本套路,下面是我利用上面的方法自己写的一个,2个串口之间数据转发的,实现蓝牙串口接收数据,转发给键盘模拟串口,实现模拟键盘操作。
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