VC++中API串口通訊詳解

1、API描述

　　在WIN32 API中，串口使用檔案方式進行訪問，其操作的API基本上與檔案操作的API一致。

　　開啟串口

　　Win32 中用於開啟串口的API 函數為CreateFile，其原型為：

HANDLE CreateFile (
　LPCTSTR lpFileName, //將要開啟的串口邏輯名，如COM1 或COM2
　DWORD dwAccess, //指定串口訪問的類型，可以是讀取、寫入或兩者並列
　DWORD dwShareMode, //指定共用屬性，由於串口不能共用,該參數必須置為0
　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsa, //引用安全性屬性結構，預設值為NULL
　DWORD dwCreate, //建立標誌，對串口操作該參數必須置為OPEN EXISTING
　DWORD dwAttrsAndFlags, //屬性描述，用於指定該串口是否可進行非同步作業，
　//FILE_FLAG_OVERLAPPED：可使用非同步I/O
　HANDLE hTemplateFile //指向模板檔案的控制代碼，對串口而言該參數必須置為NULL
);

　　例如，以下程式用於以同步讀寫方式開啟串口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);
}

　　對於dwAttrsAndFlags參數及FILE_FLAG_OVERLAPPED標誌的由來，可解釋如下：Windows檔案操作分為同步I/O和重疊I/O(Overlapped I/ O)兩種方式，在同步I/O方式中，API會阻塞直到操作完成以後才能返回（在多線程方式中，雖然不會阻塞主線程，但是仍然會阻塞監聽線程）；而在重疊I/O方式中，API會立即返回，操作在後台進行，避免線程的阻塞。重疊I/O非常靈活，它也可以實現阻塞（例如我們可以設定一定要讀取到一個資料才能進行到下一步操作)。如果進行I/O操作的API 在沒有完成操作的情況下返回，我們可以通過調用GetOverLappedResult()函數阻塞到I/O操作完成後返回。

　　配置串口

　　配置串口是通過改變裝置控制塊DCB(Device Control Block) 的成員變數值來實現的，接收緩衝區和發送緩衝區的大小可通過SetupComm函數來設定。

　　DCB結構體定義為：

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
);

　　以下程式將串口設定為：傳輸速率為9600，資料位元數為7位，停止位為2 位，偶校正，接收緩衝區和發送緩衝區大小均為1024個位元組，最後用PurgeComm函數終止所有的後台讀寫操作並清空接收緩衝區和發送緩衝區：

DCB dcb;
dcb.BaudRate = 9600; //傳輸速率為9600
dcb.ByteSize = 7; //資料位元數為7位
dcb.Parity = EVENPARITY; //偶校正
dcb.StopBits = 2; //兩個停止位
dcb.fBinary = TRUE;
dcb.fParity = TRUE;
if (!SetCommState(hCom, &dcb))
{
　MessageBox("串口設定出錯!");
}
SetupComm(hCom, 1024, 1024);
PurgeComm(hCom, PURCE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR);

　　逾時設定

　　逾時設定是通過改變COMMTIMEOUTS結構體的成員變數值來實現的，COMMTIMEOUTS的原型為：

typedef struct _COMMTIMEOUTS
{
　DWORD ReadIntervalTimeout; //定義兩個字元到達的最大時間間隔，單位：毫秒
　//當讀取完一個字元後，超過了ReadIntervalTimeout，仍未讀取到下一個字元，就會
　//發生逾時
　DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier;
　DWORD ReadTotalTimeoutConstant;
　//其中各時間所滿足的關係如下：
　//ReadTotalTimeout = ReadTotalTimeOutMultiplier* BytesToRead + ReadTotalTimeoutConstant
　DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier;
　DWORD WriteTotalTimeoutConstant;
} COMMTIMEOUTS, *LPCOMMTIMEOUTS;
 

　　設定逾時的函數為SetCommTimeouts，其原型中接收COMMTIMEOUTS的指標為參數：

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

　　以下程式將串口讀操作的逾時設定為10 毫秒：

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

　　與SetCommTimeouts對應的GetCommTimeouts()函數的原型為：

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

　　事件設定

　　在讀寫串口之前，需要用SetCommMask ()函數設定事件掩模來監視指定通訊連接埠上的事件，其原型為：

BOOL SetCommMask(
　HANDLE hFile, //標識通訊連接埠的控制代碼
　DWORD dwEvtMask //能夠使能的通訊事件
);

　　有了Set當然還會有Get，與SetCommMask對應的GetCommMask()函數的原型為：

BOOL GetCommMask(
　HANDLE hFile, //標識通訊連接埠的控制代碼
　LPDWORD lpEvtMask // address of variable to get event mask
);

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

　　我們可以用WaitCommEvent()函數來等待串口上我們利用SetCommMask ()函數設定的事件：

BOOL WaitCommEvent(
　HANDLE hFile, //標識通訊連接埠的控制代碼
　LPDWORD lpEvtMask, // address of variable for event that occurred
　LPOVERLAPPED lpOverlapped, // address of overlapped structure
);

　　WaitCommEvent()函數一直阻塞，直到串口上發生我們用所SetCommMask ()函數設定的通訊事件為止。一般而言，當WaitCommEvent()返回時，程式員可以由分析*lpEvtMask而獲得發生事件的類別，再進行相應的處理。

　　讀串口

　　對串口進行讀取所用的函數和對檔案進行讀取所用的函數相同，讀函數原型如下：

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

　　對串口進行寫入所用的函數和對檔案進行寫入所用的函數相同，寫函數原型如下：

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
);

　　關閉串口

　　利用API 函數實現串口通訊時關閉串口非常簡單，只需使用CreateFile 函數返回的控制代碼作為參數調用CloseHandle 即可：

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