1、API描述

　　在WIN32 API中，串口使用文件方式進(jìn)行訪問，其操作的API基本上與文件操作的API一致。

　　打開串口

　　Win32 中用于打開串口的API 函數(shù)為CreateFile，其原型為：

HANDLE CreateFile ( 　LPCTSTR lpFileName, //將要打開的串口邏輯名，如COM1 或COM2 　DWORD dwAccess, //指定串口訪問的類型，可以是讀取、寫入或兩者并列 　DWORD dwShareMode, //指定共享屬性，由于串口不能共享,該參數(shù)必須置為0 　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsa, //引用安全性屬性結(jié)構(gòu)，缺省值為NULL 　DWORD dwCreate, //創(chuàng)建標(biāo)志，對(duì)串口操作該參數(shù)必須置為OPEN EXISTING 　DWORD dwAttrsAndFlags, //屬性描述，用于指定該串口是否可進(jìn)行異步操作， 　//FILE_FLAG_OVERLAPPED：可使用異步的I/O 　HANDLE hTemplateFile //指向模板文件的句柄，對(duì)串口而言該參數(shù)必須置為NULL );

　　例如，以下程序用于以同步讀寫方式打開串口COM1：

HANDLE hCom; DWORD dwError; hCon = CreateFile("COM1", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL); if (hCom == (HANDLE)0xFFFFFFFF) { 　dwError = GetLastError(); 　MessageBox(dwError); }

　　對(duì)于dwAttrsAndFlags參數(shù)及FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志的由來，可解釋如下：Windows文件操作分為同步I/O和重疊I/O(Overlapped I/ O)兩種方式，在同步I/O方式中，API會(huì)阻塞直到操作完成以后才能返回（在多線程方式中，雖然不會(huì)阻塞主線程，但是仍然會(huì)阻塞監(jiān)聽線程）；而在重疊I/O方式中，API會(huì)立即返回，操作在后臺(tái)進(jìn)行，避免線程的阻塞。重疊I/O非常靈活，它也可以實(shí)現(xiàn)阻塞（例如我們可以設(shè)置一定要讀取到一個(gè)數(shù)據(jù)才能進(jìn)行到下一步操作)。如果進(jìn)行I/O操作的API 在沒有完成操作的情況下返回，我們可以通過調(diào)用GetOverLappedResult()函數(shù)阻塞到I/O操作完成后返回。

　　配置串口

　　配置串口是通過改變?cè)O(shè)備控制塊DCB(Device Control Block) 的成員變量值來實(shí)現(xiàn)的，接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)的大小可通過SetupComm函數(shù)來設(shè)置。

　　DCB結(jié)構(gòu)體定義為：

typedef struct _DCB { // dcb 　DWORD DCBlength; // sizeof(DCB) 　DWORD BaudRate; // current baud rate 　DWORD fBinary: 1; // binary mode, no EOF check 　DWORD fParity: 1; // enable parity checking 　DWORD fOutxCtsFlow:1; // CTS output flow control 　DWORD fOutxDsrFlow:1; // DSR output flow control 　DWORD fDtrControl:2; // DTR flow control type 　DWORD fDsrSensitivity:1; // DSR sensitivity 　DWORD fTXContinueOnXoff:1; // XOFF continues Tx 　DWORD fOutX: 1; // XON/XOFF out flow control 　DWORD fInX: 1; // XON/XOFF in flow control 　DWORD fErrorChar: 1; // enable error replacement 　DWORD fNull: 1; // enable null stripping 　DWORD fRtsControl:2; // RTS flow control 　DWORD fAbortOnError:1; // abort reads/writes on error 　DWORD fDummy2:17; // reserved 　WORD wReserved; // not currently used 　WORD XonLim; // transmit XON threshold 　WORD XoffLim; // transmit XOFF threshold 　BYTE ByteSize; // number of bits/byte, 4-8 　BYTE Parity; // 0-4=no,odd,even,mark,space 　BYTE StopBits; // 0,1,2 = 1, 1.5, 2 　char XonChar; // Tx and Rx XON character 　char XoffChar; // Tx and Rx XOFF character 　char ErrorChar; // error replacement character 　char EofChar; // end of input character 　char EvtChar; // received event character 　WORD wReserved1; // reserved; do not use } DCB; 而SetupComm函數(shù)的原型則為： BOOL SetupComm( 　HANDLE hFile, // handle to communications device 　DWORD dwInQueue, // size of input buffer 　DWORD dwOutQueue // size of output buffer );

　　以下程序?qū)⒋谠O(shè)置為：波特率為9600，數(shù)據(jù)位數(shù)為7位，停止位為2 位，偶校驗(yàn)，接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)大小均為1024個(gè)字節(jié)，最后用PurgeComm函數(shù)終止所有的后臺(tái)讀寫操作并清空接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)：

DCB dcb; dcb.BaudRate = 9600; //波特率為9600 dcb.ByteSize = 7; //數(shù)據(jù)位數(shù)為7位 dcb.Parity = EVENPARITY; //偶校驗(yàn) dcb.StopBits = 2; //兩個(gè)停止位 dcb.fBinary = TRUE; dcb.fParity = TRUE; if (!SetCommState(hCom, &dcb)) { 　MessageBox("串口設(shè)置出錯(cuò)!"); } SetupComm(hCom, 1024, 1024); PurgeComm(hCom, PURCE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR);

　　超時(shí)設(shè)置

　　超時(shí)設(shè)置是通過改變COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)體的成員變量值來實(shí)現(xiàn)的，COMMTIMEOUTS的原型為：

typedef struct _COMMTIMEOUTS { 　DWORD ReadIntervalTimeout; //定義兩個(gè)字符到達(dá)的最大時(shí)間間隔，單位：毫秒 　//當(dāng)讀取完一個(gè)字符后，超過了ReadIntervalTimeout，仍未讀取到下一個(gè)字符，就會(huì) 　//發(fā)生超時(shí) 　DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; 　DWORD ReadTotalTimeoutConstant; 　//其中各時(shí)間所滿足的關(guān)系如下： 　//ReadTotalTimeout = ReadTotalTimeOutMultiplier* BytesToRead + ReadTotalTimeoutConstant 　DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; 　DWORD WriteTotalTimeoutConstant; } COMMTIMEOUTS, *LPCOMMTIMEOUTS;

　　設(shè)置超時(shí)的函數(shù)為SetCommTimeouts，其原型中接收COMMTIMEOUTS的指針為參數(shù)：

BOOL SetCommTimeouts( 　HANDLE hFile, // handle to communications device 　LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm time-out structure );

　　以下程序?qū)⒋谧x操作的超時(shí)設(shè)定為10 毫秒：

COMMTIMEOUTS to; memset(&to, 0, sizeof(to)); to.ReadIntervalTimeout = 10; SetCommTimeouts(hCom, &to);

　　與SetCommTimeouts對(duì)應(yīng)的GetCommTimeouts()函數(shù)的原型為：

BOOL GetCommTimeouts( 　HANDLE hFile, // handle of communications device 　LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm time-out structure );

　　事件設(shè)置

　　在讀寫串口之前，需要用SetCommMask ()函數(shù)設(shè)置事件掩模來監(jiān)視指定通信端口上的事件，其原型為：

BOOL SetCommMask( 　HANDLE hFile, //標(biāo)識(shí)通信端口的句柄 　DWORD dwEvtMask //能夠使能的通信事件 );

　　有了Set當(dāng)然還會(huì)有Get，與SetCommMask對(duì)應(yīng)的GetCommMask()函數(shù)的原型為：

BOOL GetCommMask( 　HANDLE hFile, //標(biāo)識(shí)通信端口的句柄 　LPDWORD lpEvtMask // address of variable to get event mask );

　　串口上可以發(fā)生的事件可以是如下事件列表中的一個(gè)或任意組合：EV_BREAK、EV_CTS、EV_DSR、EV_ERR、EV_RING、EV_RLSD、EV_RXCHAR、EV_RXFLAG、EV_TXEMPTY。

　　我們可以用WaitCommEvent()函數(shù)來等待串口上我們利用SetCommMask ()函數(shù)設(shè)置的事件：

BOOL WaitCommEvent( 　HANDLE hFile, //標(biāo)識(shí)通信端口的句柄 　LPDWORD lpEvtMask, // address of variable for event that occurred 　LPOVERLAPPED lpOverlapped, // address of overlapped structure );

　　WaitCommEvent()函數(shù)一直阻塞，直到串口上發(fā)生我們用所SetCommMask ()函數(shù)設(shè)置的通信事件為止。一般而言，當(dāng)WaitCommEvent()返回時(shí)，程序員可以由分析*lpEvtMask而獲得發(fā)生事件的類別，再進(jìn)行相應(yīng)的處理。

　　讀串口

　　對(duì)串口進(jìn)行讀取所用的函數(shù)和對(duì)文件進(jìn)行讀取所用的函數(shù)相同，讀函數(shù)原型如下：

BOOL ReadFile( 　HANDLE hFile, // handle of file to read 　LPVOID lpBuffer, // pointer to buffer that receives data 　DWORD nNumberOfBytesToRead, // number of bytes to read 　LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // pointer to number of bytes read 　LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure for overlapped I/O );

　　寫串口

　　對(duì)串口進(jìn)行寫入所用的函數(shù)和對(duì)文件進(jìn)行寫入所用的函數(shù)相同，寫函數(shù)原型如下：

BOOL WriteFile( 　HANDLE hFile, // handle to file to write to 　LPCVOID lpBuffer, // pointer to data to write to file 　DWORD nNumberOfBytesToWrite, // number of bytes to write 　LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // pointer to number of bytes written 　LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure for overlapped I/O );

　　關(guān)閉串口

　　利用API 函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口通信時(shí)關(guān)閉串口非常簡單，只需使用CreateFile 函數(shù)返回的句柄作為參數(shù)調(diào)用CloseHandle 即可：

BOOL CloseHandle( 　HANDLE hObject // handle to object to close );

 

 

   2.例程

　　在筆者的《深入淺出Win32多線程程序設(shè)計(jì)之綜合實(shí)例》中我們已經(jīng)給出一個(gè)利用WIN API進(jìn)行串口通信的例子，這里再給出一個(gè)類似的例子，以進(jìn)一步加深理解。

利用WIN API進(jìn)行串口通信

　　對(duì)話框上控件對(duì)應(yīng)的資源文件(.RC)中的內(nèi)容如下：

BEGIN 　EDITTEXT IDC_RECV_EDIT,28,119,256,46,ES_AUTOHSCROLL 　GROUPBOX "發(fā)送數(shù)據(jù)",IDC_STATIC,19,15,282,70 　GROUPBOX "接收數(shù)據(jù)",IDC_STATIC,19,100,282,80 　EDITTEXT IDC_SEND_EDIT,29,33,214,39,ES_AUTOHSCROLL 　PUSHBUTTON "清除",IDC_CLEAR_BUTTON,248,33,50,14 　PUSHBUTTON "發(fā)送",IDC_SEND_BUTTON,248,55,50,14 END

　　而整個(gè)對(duì)話框的消息映射（描述了消息及其對(duì)應(yīng)的行為）如下：

BEGIN_MESSAGE_MAP(CSerialPortAPIDlg, CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CSerialPortAPIDlg) 　ON_WM_SYSCOMMAND() 　ON_WM_PAINT() 　ON_WM_QUERYDRAGICON() 　ON_BN_CLICKED(IDC_CLEAR_BUTTON, OnClearButton) 　ON_BN_CLICKED(IDC_SEND_BUTTON, OnSendButton) 　ON_MESSAGE(COM_RECVDATA, OnRecvData) //}}AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP()

　　我們?yōu)镮DC_SEND_EDIT和IDC_RECV_EDIT編輯框控件分別添加了一個(gè)CString變量m_recv和m_send，下面的代碼描述了這一行為：

class CSerialPortAPIDlg : public CDialog { 　// Construction 　public: 　　CSerialPortAPIDlg(CWnd* pParent = NULL); // standard constructor 　　// Dialog Data 　　//{{AFX_DATA(CSerialPortAPIDlg) 　　　enum { IDD = IDD_SERIALPORTAPI_DIALOG }; 　　　CString m_recv; //IDC_RECV_EDIT控件對(duì)應(yīng)的變量 　　　CString m_send; //IDC_SEND_EDIT控件對(duì)應(yīng)的變量 　　//}}AFX_DATA 　　// ClassWizard generated virtual function overrides 　　//{{AFX_VIRTUAL(CSerialPortAPIDlg) 　protected: 　　virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support 　//}}AFX_VIRTUAL 　// Implementation 　protected: 　　BOOL OpenSerialPort1(); 　　HICON m_hIcon; 　　// Generated message map functions 　　//{{AFX_MSG(CSerialPortAPIDlg) 　　　virtual BOOL OnInitDialog(); 　　　afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam); 　　　afx_msg void OnPaint(); 　　　afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon(); 　　　afx_msg void OnClearButton(); 　　　afx_msg void OnSendButton(); 　　　afx_msg void OnRecvData(WPARAM wParam, LPARAM lParam); 　　//}}AFX_MSG 　　DECLARE_MESSAGE_MAP() }; CSerialPortAPIDlg::CSerialPortAPIDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CSerialPortAPIDlg::IDD, pParent) { 　//{{AFX_DATA_INIT(CSerialPortAPIDlg) 　　//在構(gòu)造函數(shù)中初始化變量 　　m_recv = _T(""); //在構(gòu)造函數(shù)中初始化變量 　　m_send = _T(""); 　//}}AFX_DATA_INIT 　// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 　m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME); } //建立編輯框控件和變量之間的映射 void CSerialPortAPIDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) { 　CDialog::DoDataExchange(pDX); 　//{{AFX_DATA_MAP(CSerialPortAPIDlg) 　　DDX_Text(pDX, IDC_RECV_EDIT, m_recv); 　　DDX_Text(pDX, IDC_SEND_EDIT, m_send); 　//}}AFX_DATA_MAP }

　　在對(duì)話框的OnInitDialog()函數(shù)中，我們啟動(dòng)窗口監(jiān)聽線程并將主窗口句柄傳遞給線程控制函數(shù)：

BOOL CSerialPortAPIDlg::OnInitDialog() { 　CDialog::OnInitDialog(); 　// Add "About..." menu item to system menu. 　// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range. 　ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX); 　ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000); 　CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE); 　if (pSysMenu != NULL) 　{ 　　CString strAboutMenu; 　　strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX); 　　if (!strAboutMenu.IsEmpty()) 　　{ 　　　pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR); 　　　pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu); 　　} 　} 　// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically 　// when the application's main window is not a dialog 　SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon 　SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon 　// TODO: Add extra initialization here 　//啟動(dòng)串口監(jiān)視線程 　DWORD threadID; 　hCommThread = ::CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL, 0, 　　　　　(LPTHREAD_START_ROUTINE)SerialPort1ThreadProcess, 　AfxGetMainWnd()->m_hWnd, 0, &threadID); 　if (hCommThread == NULL) 　{ 　　::AfxMessageBox("創(chuàng)建串口1處理線程失敗"); 　　::PostQuitMessage(0); 　} 　return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control } //"清除"按鈕函數(shù) void CSerialPortAPIDlg::OnClearButton() { 　// TODO: Add your control notification handler code here 　m_send = ""; 　UpdateData(false); } //發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)（"發(fā)送"按鈕函數(shù)） void CSerialPortAPIDlg::OnSendButton() { 　// TODO: Add your control notification handler code here 　UpdateData(true); 　DWORD wCount = 0; 　WriteFile(hCom, m_send, m_send.GetLength(), &wCount, NULL);//發(fā)送數(shù)據(jù) } //接收數(shù)據(jù)后（通過監(jiān)聽線程發(fā)來的用戶自定義消息）顯示 void CSerialPortAPIDlg::OnRecvData(WPARAM wParam, LPARAM lParam) { 　CString recvStr((char *)wParam); 　m_recv += recvStr; 　UpdateData(false); }

　　在工程中添加SerialPortControl.h和SerialPortControl.cpp兩個(gè)文件，前者聲明串口控制的接口函數(shù)及外部全局變量，后者實(shí)現(xiàn)串口接口函數(shù)及串口監(jiān)聽線程控制函數(shù)。

　　SerialPortControl.h文件

#ifndef _SERIAL_PORT_CONTROL_H #define _SERIAL_PORT_CONTROL_H #define COM_RECVDATA WM_USER+1000//自定義消息 extern HANDLE hCom; //全局變量，串口句柄 extern HANDLE hCommThread; //全局變量，串口線程 //串口監(jiān)視線程控制函數(shù) extern DWORD WINAPI SerialPort1ThreadProcess(HWND hWnd); //打開并設(shè)置PC串口1(COM1) extern BOOL OpenSerialPort1(); #endif SerialPortControl.cpp文件 #include "StdAfx.h" #include "SerialPortControl.h" HANDLE hCom; //全局變量，串口句柄 HANDLE hCommThread; //全局變量，串口線程 BOOL OpenSerialPort1() { 　//打開并設(shè)置COM1 　hCom=CreateFile("COM1", GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0,NULL , OPEN_EXISTING, 0, NULL); 　if (hCom==(HANDLE)-1) 　{ 　　AfxMessageBox("打開COM1失敗"); 　　return false; 　} 　else 　{ 　　DCB wdcb; 　　GetCommState (hCom, &wdcb); 　　wdcb.BaudRate=9600;//波特率：9600，其他：不變 　　SetCommState (hCom, &wdcb); 　　PurgeComm(hCom, PURGE_TXCLEAR); 　} 　return true; } //以一個(gè)線程不同監(jiān)控串口行接收的數(shù)據(jù) DWORD WINAPI SerialPort1ThreadProcess( HWND hWnd//主窗口句柄) { 　char str[101]; 　DWORD wCount; //讀取的字節(jié)數(shù) 　while(1) 　{ 　　ReadFile(hCom,str, 100, &wCount, NULL); 　　if(wCount > 0) //收到數(shù)據(jù) 　　{ 　　　str[wCount] = '\0'; 　　　::PostMessage(hWnd, COM_RECVDATA, (unsigned int) str, wCount); 　　　//發(fā)送消息給對(duì)話框主窗口，以進(jìn)行接收內(nèi)容的顯示 　　} 　} 　return TRUE; }

　　為了驗(yàn)證程序的正確性，我們使用串口調(diào)試助手與本程序協(xié)同工作，互相進(jìn)行收發(fā)。下面的抓圖顯示本程序工作正確，發(fā)送和接收字符準(zhǔn)確無誤。

 

顯示本程序工作正確，發(fā)送和接收字符準(zhǔn)確無誤