Win32串口編程

　　Win32下串口通信與16位串口通信有很大的區別。在Win32下，可以使用兩種編程方式實現串口通信，其一是調用的Windows的API函數，其二是使用ActiveX控件。使用API 調用，可以清楚地掌握串口通信的機制，熟悉各種配置和自由靈活采用不同的流控進行串口通信。下面介紹串口操作的基本知識。

　　打開串口：使用CreateFile（）函數，可以打開串口。有兩種方法可以打開串口，一種是同步方式（NonOverlapped），另外一種異步方式（Overlapped）。使用Overlapped打開時，適當的方法是：

　　HANDLE hComm;

　　hComm = CreateFile（ gszPort，GENERIC_READ | GENERIC_WRITE，0，0，OPEN_EXISTING，FILE_FLAG_OVERLAPPED，0）;

　　if （hComm == INVALID_HANDLE_VALUE）

　　// error opening port; abort

　　配置串口：

　　1.DCB配置

　　DCB（Device Control Block）結構定義了串口通信設備的控制設置。許多重要設置都是在DCB結構中設置的，有三種方式可以初始化DCB。

　　（1）通過GetCommState（）函數得DCB的初始值，其使用方式為：

　　DCB dcb = {0};

　　if （！GetCommState（hComm， ＆dcb））

　　// Error getting current DCB settings

　　else

　　// DCB is ready for use.

　　（2）用BuildCommDCB（）函數初始化DCB結構，該函數填充 DCB的波特率、奇偶校驗類型、數據位、停止位。對于流控成員函數設置了缺省值。其用法是：

　　DCB dcb;

　　FillMemory（＆dcb， sizeof（dcb）， 0）;

　　dcb.DCBlength = sizeof（dcb）;

　　if （！BuildCommDCB（“9600，n，8，1“， ＆dcb）） {

　　// Couldn‘t build the DCB. Usually a problem

　　// with the communications specification string.

　　return FALSE;

　　}

　　else

　　// DCB is ready for use.

　　（3）用SetCommState（）函數手動設置DCB初值。用法如下：

　　DCB dcb;

　　FillMemory（＆dcb， sizeof（dcb）， 0）;

　　if （！GetCommState（hComm， ＆dcb）） // get current DCB

　　// Error in GetCommState

　　return FALSE;

　　// Update DCB rate.

　　dcb.BaudRate = CBR_9600 ;

　　// Set new state.

　　if （！SetCommState（hComm， ＆dcb））

　　// Error in SetCommState.

　　Possibly a problem with the communications

　　// port handle or a problem with the DCB structure itself.

　　手動設置DCB值時，DCB的結構的各成員的含義，可以參看MSDN幫助。

　　2.流控設置

　　硬件流控：串口通信中的硬件流控有兩種，DTE/DSR方式和RTS/CTS方式，這與DCB結構的初始化有關系，DCB結構中的OutxCtsFlow、 fOutxDsrFlow、fDsrSensitivity、fRtsControl、fDtrControl幾個成員的初始值很關鍵，不同的值代表不同流控，也可以自己設置流控，但建議采用標準流行的流控方式。采用硬件流控時，DTE、DSR、RTS、CTS的邏輯位直接影響到數據的讀寫及收發數據的緩沖區控制。

　　軟件流控：串口通信中采用特殊字符XON和XOFF作為控制串口數據的收發。與此相關的DCB成員是：fOut、fInX、XoffChar、XonChar、 XoffLim和XonLim。具體含義參見MSDN幫助。

　　串口讀寫操作：串口讀寫有兩種方式：同步方式（NonOverlapped）和異步方式（Overlapped）。同步方式是指必須完成了讀寫操作，函數才返回，這可能造成程序死掉，因為如果在讀寫時發生了錯誤，永遠不返回就會出錯，可能線程將永遠等待在那兒。而異步方式則靈活得多，一旦讀寫不成功，就將讀寫掛起，函數直接返回，可以通過GetLastError函數得知讀寫未成功的原因，所以常常采用異步方式操作。

　　讀操作：ReadFile（）函數用于完成讀操作。異步方式的讀操作為：

　　DWORD dwRead;

　　BOOL fWaitingOnRead = FALSE;

　　OVERLAPPED osReader = {0};

　　// Create the overlapped event. Must be closed before exiting

　　// to avoid a handle leak.

　　osReader.hEvent = CreateEvent

　　（NULL， TRUE， FALSE， NULL）;

　　if （osReader.hEvent == NULL）

　　// Error creating overlapped event; abort.

　　if （！fWaitingOnRead） {

　　// Issue read operation.

　　if （！ReadFile（hComm， lpBuf， READ_BUF_SIZE，

　　＆dwRead， ＆osReader）） {

　　if （GetLastError（） ！= ERROR_IO_PENDING）

　　// read not delayed？

　　// Error in communications; report it.

　　else

　　fWaitingOnRead = TRUE;

　　}

　　else {

　　// read completed immediately

　　HandleASuccessfulRead（lpBuf， dwRead）;

　　}

　　}

　　如果讀操作被掛起，可以調用WaitForSingleObject（）函數或WaitForMuntilpleObjects（）函數等待讀操作完成或者超時發生，再調用 GetOverlappedResult（）得到想要的信息。

　　寫操作：與讀操作相似，故不詳述，調用的API函數是： WriteFile函數。

　　串口狀態：

　　（1）通信事件：用SetCommMask（）函數設置想要得到的通信事件的掩碼，再調用WaitCommEvent（）函數檢測通信事件的發生。可設置的通信事件標志（即SetCommMask（）函數所設置的掩碼）可以有EV_BREAK、EV_CTS、EV_DSR、 EV_ERR、EV_RING、EV_RLSD、EV_RXCHAR、EV_RXFLAG、EV_TXEMPTY。

　　注意：1對于EV_RING標志的設置，WIN95是不會返回EV_RING事件的，因為WIN95不檢測該事件。2設置EV_RXCHAR，可以檢測到字符到達，但是在綁定此事件和ReadFile（）函數一起讀取串口接收數據時，可能會出現錯誤，造成少讀字節數，具體原因查看MSDN幫助。可以采用循環讀的辦法，另外一個比較好的解決辦法是調用ClearCommError（）函數，確定在一次讀操作中在緩沖區中等待被讀的字節數。

　　（2）錯誤處理和通信狀態：在串口通信中，可能會產生很多的錯誤，使用ClearCommError（）函數可以檢測錯誤并且清除錯誤條件。

　　（3）Modem狀態：用SetcommMask（）可以包含很多事件標志，但是這些事件標志只指示在串口線路上的電壓變化情況。而調用 GetCommModemStatus（）函數可以獲得線路上真正的電壓狀態。

　　擴展函數：如果應用程序想用自己的流控，可以使用 EscapeCommFunction（）函數設置DTR和RTS線路的電平。

　　通信超時：在通信中，超時是個很重要的考慮因素，因為如果在數據接收過程中由于某種原因突然中斷或停止，如果不采取超時控制機制，將會使得I/O線程被掛起或無限阻塞。串口通信中的超時設置分為兩步，首先設置 COMMTIMEOUTS結構的五個變量，然后調用SetcommTimeouts（）設置超時值。對于使用異步方式讀寫的操作，如果操作掛起后，異步成功完成了讀寫，WaitForSingleObject（）或 WaitForMultipleObjects（）函數將返回WAIT_OBJECT_0，GetOverlappedResult（）返回TRUE。其實還可以用GetCommTimeouts（）得到系統初始值。

　　關閉串口：程序結束或需要釋放串口資源時，應該正確關閉串口，關閉串口比較簡單，使用API調用CloseHandle（）關閉串口的句柄就可以了。

　　調用方法為：CloseHandle（hComm）;

　　但是值得注意的是在關閉串口之前必須保證讀寫串口線程已經退出，否則會引起誤操作，一般采用的辦法是使用事件驅動機制，啟動一事件，通知串口讀寫線程強制退出，在線程退出之前，通知主線程可以關閉串口。

　　二、實現

　　1.程序設計思路

　　對于不同的應用程序，雖然界面不同，但是如果采用串口與主機之間的通信，對串口的處理方式大致相似，無非就是通過串口收發數據，對于通過串口接收到的數據，交給上層軟件處理顯示，對于上層要發給串口的數據，進行轉發。但在實際編程中，由于采用的通信方式和流控不同，串口設置也不同，這就涉及到 DCB的初始化問題和讀寫串口等細節問題。串口通信應用程序設計的總體思路（即操作過程）是：首先，確定要打開的串口名、波特率、奇偶校驗方式、數據位、停止位，傳遞給CreateFile（）函數打開特定串口；其次，為了保護系統對串口的初始設置，調用 GetCommTimeouts（）得到串口的原始超時設置；然后，初始化DCB對象，調用SetCommState（） 設置DCB，調用SetCommTimeouts（）設置串口超時控制；再次，調用SetupComm（）設置串口接收發送數據的緩沖區大小，串口的設置就基本完成，之后就可以啟動讀寫線程了。

　　一般來說，串口的讀寫由串口讀寫線程完成，這樣可以避免讀寫阻塞時主程序死鎖。對于全雙工的串口讀寫，應該分別開啟讀線程和寫線程；對于半雙工和單工的，建議只需開啟一個線程即可。在線程中，按照預定好的通信握手方式，正確檢測串口狀態，讀取發送串口數據。

　　2.實現細節

　　在半雙工的情況下，首先完成必要的串口配置，成功打開串口、DCB設置、超時設置；然后開啟線程，如： CwinThread hSerialThread = （CWinThread＊） AfxBeginThread（SerialOperation，hWnd，THREAD_PRIORITY_NORMAL）; 其中開啟之線程為SerialOperation，優先級為普通。

　　全雙工情況下的串口編程，與單工差不多，區別僅僅在于啟動雙線程，分別為讀線程和寫線程，讀線程根據不同的事件或消息，通過不斷查詢串口所收到的有效數據，完成讀操作；寫線程通過接收主線程的發送數據事件和要發送的數據，向串口發送。