Windows CE嵌入式高级编程及其实例详解10.docx
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WindowsCE嵌入式高级编程及其实例详解10
第10章串口编程
串口是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，因此应用
非常广泛。
例如在工业自动化中，很多智能采集设备都是采用串口方式和PC机进行通讯。
在
WindowsCE嵌入式电脑中，串口依然是和外部设备进行通讯的重要方式，例如GPS设备。
目
前很多PDA都集成了蓝牙通讯功能，可以通过设置蓝牙通讯方式为串口方式，来和另外一端
蓝牙设备进行通讯。
作为一名WindowsCE程序编写人员，掌握串口编程知识，将会为日后工
作提供极大的便利。
本章主要包括如下内容：
·串口概述
·串口编程APl函数介绍
·串口综合示例
·’GPS编程示例
10．1串口概述
“串行通信”是指外设和计算机间使用两根数据信号线（另外需要地线，可能还需要控制
线），数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。
这种通信方式使用的数据线较少，在远距离通信中可以节约通信成本，而且其传输速度也不比
并行传输的速度慢。
相反的，“并行通信”是指一条信息的各位数据被同时传送。
并行通讯的
特点是：
各数据位同时传送、传送速度快、效率高，但由于有多少数据位就需多少根数据线，
因此传送成本较高，比较适用于近距离（相距数米）的通讯。
目前较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25），当通信距离较近时（<12m），
可以使用电缆线直接连接标准RS232端口（RS422和RS485较远），若通信距离较远，则需附
加调制解调器（Modem）。
表10．1将简要说明DB9常用信号脚定义。
表10．1DB9常用信号脚说明表
9针串口（DB9）
25针串口（DB25）
针号
功能说明
缩写
针号
功能说明
缩写
l
数据载波检测
DCD
8
数据载波检测
DCD
2
接收数据
RXD
3
接收数据
RXD
3
发送数据
TXD
2
发送数据
T）（D
4
数据终端准备
DTR
20
数据终端准备
DTR
5
信号地
GND
7
信号地
GND
续表
9针串口（DB9）
25针串口（DB25）
针号
功能说明
缩写
针号
功能说明
缩写
6
数据设备准备好
DSR
6
数据准备好
DSR
7
请求发送
RTS
4
请求发送
RTS
8
清除发送
CTS
5
清除发送
CTS
9
振铃指示
DELL
22
振铃指示
DELL
最简单且常用的接线方式是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，即只要有接
收数据针脚和发送针脚就能实现串口数据传输；对于同一个串口，只要接收脚和发送脚直接用线
相连，那么在此串口发送什么数据，该串口就可以接收什么数据。
对于两个不同串口（不论是同
一台计算机的两个串El或分别是不同计算机的串13），均可以采用如表l0．2所示的接线方式。
表10．2不同串口接线方式表
9针一9针
25针-25针
9针-25针
2
3
3
2
2
2
3
2
2
3
3
3
5
5
7
7
5
7
对于
口硬件介
1．打
在访肛
开串口，有
函数打开目
码中，将赫
HANDL
第10章串口编程
353
在此需要说明的是，在CreateFile函数的参数中，共享参数必须设置为0，表示独占方式；
安全参数必须设置为NULL值；模板文件参数也必须被设置成NULL。
由于在WindowsCE中，不支持重叠I／O模式，因此不能在参数dwFlagsAndAttributes中
传递FILEFLAGOVERLAPPED。
’
如果打开串口成功，将返回打开串口的句柄，否则将返回INVALIDHANDLEVALUE。
打开串口之后，串口就已经被独占了，因此当不再使用已打开的串口时，应及时关闭串
口，此时可以使用CloseHandle函数关闭串口。
例如可以使用以下代码来关闭上面打开的串口：
BOOLbResult=CloseHandle（hComm）；
2．配置串口
在使用串口和另外一个设备进行通讯时，一定要先设置串口的参数（波特率、奇偶校验、
数据位等），这些参数设置正确与否将直接影响是否能够和串口设备进行通讯。
串口参数信息
一般由串口设备厂家提供。
WindowsCE中提供了GetCommState和SetCommState函数，分别
用于获取串口的当前参数和设置串口的参数，它们的定义如下：
B00LGetCommState（
HANDLEhFile，
LPDCBIpDCB）；
BOOlJSetCommStatef
HANDLEhFile，
LPDCBIpDCB）j
这两个函数都包含了相同的参数，其中参数hFile是输入参数，指向已打开的串口句柄；
参数IpDCB指向DCB结构的指针，在GetCommState函数中，它属于输出参数，在SetCommState
函数中，它属于输入参数。
DCB结构完全描述了串口的使用参数，它的定义如下：
typedefs
DWORDDC
I
DWORDBa
DWORDfB
tructDCB{
B1enqth
udRate；
inary：
1
／／DCB结构大小
／／波特率
／／_-进制模式
DWORDfParity：
1；／／进行奇偶校验
DWORDfOutxCtsFlow：
1；／／使CTS信号进行输出流量控制
DWORDfOutxDsrFlow：
1j／／使DSR信号进行输出流量控制
DWORDfDtrControl：
2；／／DTR流量控制
DWORDfDsrsensitivitv：
1；／／DSR敏感度
DWORDfTXContinueOnXoff：
b／／XOFF后是否继续发送
DWORDfOutX：
1；／／使得输出XON／XOFF有效
DWORDfInX：
l；／／使得输入XON／XOFF有效
DWORDfErrorChar：
1j／／允许奇偶错误替换
DWORDfNull：
l；／／允许删除NULL
DWORDfRtsControl：
2j／／RTS流量控制
DWORDfAbortOnError：
1j／／出错时是否终止读写操作
DWORDfDummy2：
17；／／保留
WORDwReserved；／／当前未用，必须置为0
WORDXonLim；／／XON阈值
WORDXoffLim；／／XOFF阈值
charEvtChar；jf萼懈导符
WORDwReservedl；／／保留，未用
）DCB；
·成员DCBlength指定了DCB结构大小。
·成员BaudRate指定了串口设备的传输速率。
波特率的范围一般是从每秒110位到每
秒256000位。
·成员fBinary必须被设置TRUE，因为在CE中不支持非二进制的串行传输模式。
·成员fParity表示启用奇偶校验，该值一般被设置TRUE，以便启用奇偶校验。
、
·成员fOutxCtsFlow用于指定CTS（Clear—T0．Send）信号是否被监视并作为输出流
量控制信号。
如果此成员被设置为TRUE并且CTS信号被关闭，则输出被挂起，直
到CTS信号重新发出。
·成员fOutxDsrFlow用于指定DSR（Data—Set—Ready）信号是否监视并作为输出流
量控制信号。
若此成员被设置TRUE，并且DSR信号被关闭，则输出被挂起，直到
DSR信号重新发出。
·成员fDtrControl指定DTR（Data—Terminal．Ready）信号作为流量控制，此成员可以
是表l0．3中列出的值。
表10．3fDtrControl成员取值表
值
描述
DTR——CONTROL——DISABLE
当串口设备打开时，DTR信号线始终设为禁止
DTR——CONTROL——ENABLE
当串口打开时，DTR信号线设为使能并始终打开
DTR——CONTROL——HANDSHAKE
使DTR支持握手，此时可调用EscapecommFunction函
数来释放DTR线上的错误
第10章串口编程
355
输入缓冲区中存有数据的空间达到XoffLim定义的字节数时，XoffChar将被发送；
当输入缓冲区中可用的空间达到XonLim定义的字节数时，XonChar被发送。
成员fErrorChar指定当收到的字符发生奇偶校验错误时，是否使用ErrorChar成员定
义的字符代替。
若此成员设为TRUE且fP撕够成员为TRUE，将会发生替换。
成员fNull指定null是否被丢弃。
若此成员设为TRUE，则接收到的NULL字符被放弃。
成员fRtsControl指定RTS（request-to-send）流量控制。
若此值为0，则缺省值为
RTSCONTROLHANDSHAKE。
表l0—4歹0出了该成员的可用值。
表10-4fRtsControl成员的可用值表
值
描述
RTS——CONTROL——DISABLE
当串口设备打开时，RTS线始终为禁止
RTS—．CONTROL——ENABLE
当设备打开时，RTS线始终设为使能并始终打开
RTS——CONTROL——HANDSHAKE
启用RTS握手功能。
当输入缓冲区字符小于缓冲区总数的1／2时，驱
动程序使RTS信号为高，超过3／4时，使RTS信号为低。
若RTS握手
功能可用，可调用EscapeCommFunction函数释放DTR线上的错误
RTS——CONTROL——TOGGLE
指定当发送数据时，RTS信号线为高，缓冲区数据发送完，RTS信号
线为低
●
成员fAbortOnError指定当错误发生时，读写操作是否终止。
若此成员设置为TRUE，
则当错误发生时，所有的读写操作将终止，直到应用程序识别错误并调用
ClearCommError函数后，驱动程序才进行更深层次的通讯。
成员fDummy2保留，未用。
成员wReserved未用，必须置为0。
成员XonLim指定发送XON字符前输入缓冲区允许的最小字节数。
成员XoffLim指定发送XOFF字符前输入缓冲区允许的最大字节数。
最大允许接收
字符数可以用定义的全部输入缓冲区字节数减去此值得到。
成员ByteSize指定每字节发送接收的位数。
成员Parity指定奇偶校验方法。
表l0—5列出了该成员的可用值。
表10-5Parity成员的可用值表
值
描述
EVENRUUTY
偶校验
MARKpARTTY
标记校验
NORUUTY
无校验
ODDBUUTY
奇校验
SPACEPfUUTY
Space
·成员StopBits用于指定停止位的位数。
该成员的可用值如表l0-6所示。
·成员XonChar指定发送接收的XON字符。
·成员XoffChar指定发送接收的XOFF字符。
·成员ErrorChar指定当接收的奇偶校验错误时被代替的接收字符。
356WindowsCE嵌入式高级编程及其实例详解（用c++实现）
表10-6StopBits成员可用值表
值
描述
ONESTOPBIT
1位停止位
1ⅢE5STOPBITS
1.5位停止位
TWOSTOPBITS
2位停止位
·成员EofChar指定某字符作为数据结束标记。
·成员EvtChar指定某字符作为事件标记。
·成员wReserved被保留，未用。
在设置串口参数时，最好先用GetCommState函数得到串口的当前参数，然后再修改需要
设置的成员。
3．读、写串口
正如使用CreateFile函数打开串口一样，开发人员同样可以使用ReadFile和WriteFile函
数读取串口数据和向串口中写入数据。
关于ReadFile和writeFile函数的介绍，请参考第6章
文件编程中的介绍。
这里需要注意的是，由于从串口中读写数据的速度比较慢，因此不要试图在主线程中读
写大量数据，这样会阻塞主线程中处理主窗体的消息队列，最好的方法就是用单独的线程来读
写数据。
在下面的串口综合使用示例中将会介绍ReadFile和WriteFile函数的具体用法。
4．异步串口I／O
虽然WindowsCE中不支持重叠I／O操作，但还是可以分别用单独的线程去读写串口，通
过多线程来模拟重叠操作。
同时WindowsCE还提供了WaitCommEvent函数，该函数将阻塞
线程，直到预先设置的串口事件中的某一事件发生。
在后面的串口综合使用示例中将会介绍
WaitCommEvent函数的使用。
在使用串口事件前，还需要了解如下三个函数：
．
BOOLGetCommMask（HANDLEhFile，LPDWORDipEvtMask）；
BOOLSetCommMask（HANDLEhFile，DWORDdwEvtMask）；
BOOLWaitCommEvent（HANDLEhFile，LPDWORDIpEvtMask，LPOVERLAPPEDlpOVerlapped）；
·GetCommMask函数用于得到串口已经设置了的串口事件，参数hFile指定已打开的
串口句柄，参数lpEvtMask用于存取得到串口事件集。
·SetCommMask函数的功能与GetCommMask函数相反，用于设置串口事件集。
·WaitCommEvent函数用于等待预先设置的串口事件中的某一事件发生。
参数
lpEvtMask用于存储已经的发生事件；参数lpOverlapped必须被设置NULL，因为在
WindowsCE中不支持重叠结构。
上面三个函数中的第2个参数，即串口事件集，它可以是表l0—7中的某个值或其中组合。
表10．7串口事件表
值
描述
EV——BREAK
检测到中断发生
EVCTS
CTS改变了状态
EVDSR
DSR信号改变了状态
第10章串口编程
357
续表
值
描述
EVERR
串口驱动程序检测到了错误
EVRING
检测到振铃
EVRLSD
RLSD行改变了状态
EV——RXCHAR
接收到了一个字符
EV——RXFLAG
接收到了一个事件字符
EV——TXEMPTY。
在输出缓冲区中的最后～个字符被发生
5．设置端口读写超时
在调用ReadFile和WriteFile函数从串口读取数据和写入数据时，WindowsCE提供了超时
机制，也即是设置了等待它们返回的时间长度。
设置串口超时函数SetCommTimeouts的定义
如下所示：
BOOLSetCommTimeoutS（
HANDLEhFile，
LPCOMMTIMEOUTSlpCommTimeouts）j
·参数llFile指向已经打开的串口句柄。
·参数lpCommTimeouts指向COMMTIMEOuTS结构，设置新韵超时值。
COMMTIMEOUTS结构定义如下：
typedefstruct—COMMTIMEOUTS{
DWORDReadIntervalTimeout；
DWORDReadTotalTimeoutMultiplier；
DWORDReadTotalTimeoutConstant；
DWORDWriteTotalTimeoutMultiplier；
DWORDWriteTotalTimeoutConstant；
）COMMTIMEOUTS，+LPCOMMTIMEOUTS；
读超时的计算方法有两种，一种超时是ReadIntervalTimeout指定了在接收字符间的最大
时间间隔，如果超过了这个时间，ReadFile函数立刻返回；另一种超时是基于要接收的字符数
量，ReadTotalTimeoutMultiplier表示平均读一字节的时间上限，ReadTotalTimeoutConstant表
示读数据总超时常量。
第二种读数据超时可用如下等式表示：
读数据总超时=ReadTotalTimeoutConstant+（ReadTotalTimeoutMultiplier*要读的字节数）
写超时计算方法与读超时的第2种计算方法相似，WriteTotalTimeoutMultiplier表示平均写
一字节的时间上限，WriteTotalTimeoutConstant表示写数据总超时常量，总超时计算方法如下：
写数据总超时=WriteTotalTimeoutConstant+（WriteTotalTimeoutMultiplier*要写的字节数）
对于读数据超时，第一种超时（间隔超时）和第二种超时（总超时）同时有效，当出现
任何一种超时时，都将返回。
下面是详细的超时值设置：
·有读间隔超时、读总超时和写总超时：
将COMMTIMEOUTS结构中的五个成员设置
为相应值。
·有读总超时和写总超时，但没有读间隔超时：
将ReadIntervalTimeout设置为0，将其
黔——叩一
358windowscE嵌入式高级编程及其实例详解（用c++实现）——
————_——————————————_—————————————————————————————————————————————————————一
他字段设置为相应值。
·不管是否有数据要读取，ReadFile立刻返回：
将ReadIntervalTimeout设置成
MAXDWORD，将ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant都设置
成0。
·ReadFile没有超时设置，直到有适当的字符数返回或错误发生，该函数才返回：
将
ReadInteⅣalTimeout、ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant值都设
置为0。
·writeFile没有超时设置：
将WriteTotalTimeoutMultiplier和WriteTotalTimeout_Constant
都设置成0。
对于串口读写，以上所介绍到的超时操作是至关重要的。
读者可以根据实际情况考虑采
用何种超时操作。
如果从串口读取数据和写入数据都采用超时，最好采用单独的线程负责读取
和写入，以使不会阻塞主线程。
WindowsCE还提供了SetupComnl函数来设置接收和发送数据的缓冲区的大小。
它的定
义如下：
。
BOOLSetupComm（
HANDLEhFile，
DWORDdwInQueue，
DWORDdwOutQueue）；
·参数hFile指定已经打开的串口句柄。
·参数dwlnQueue和dwOutQueue指定接收和发送缓冲区的大小。
SetupConlm并不推荐使用，因为系统会推荐一个适合的默认值。
6．控制串口
WindowsCE提供了SetCommBreak函数，用于停止传输字符并将串口置于中断状态，还
提供了ClearC0删：
llBreak用于重新传输字符。
SetCommBreak和ClearCommBreak函数的定义
如下：
BOOLSetCommBreak（
HANDLEhFile）；
BOOLClearCommBreak（
HANDLEhFile）；
以上两个函数都只有唯一的入口参数hFile，表示已打开的串口句柄。
7．清空串口缓冲区
WindowscE提供了PurgeComm函数用于清空串口的发送缓冲区和接收缓冲区，
PurgeComm函数的定义如下：
BOOLPurgeComm（
HANDLEhFile，
DWORDdwFlags）j
·参数hFile表示打开的串口句柄。
·参数dwFlags表示操作类型，在WindowsCE下该参数有如下两种取值。
>PURGETXCLEAR：
清空发送缓冲区。
>PURGERXCLEAR：
清空接收缓冲区。
第10章串口编程
359
这两个值可以组合使用，表示同时执行清空发送缓冲区和接收缓冲区的功能。
8．清除错误并查询状态
WindowsCE还提供了一个非常有用的函数ClearCommError，用于清除驱动程序产生的任
何错误状态并返回当前窗口状态，该函数定义如下：
BOOLClearCommError（
HANDLEhFile，
LPDWORDipErrors，
LPCOMSTATipStat）；
·参数hFile指向已经打开的串口句柄。
·参数lpErrors表示发生的错误码，它的值将是表10．8中的任意一个值或组合。
表10—8IpErrors参数取值表
错误码
描述
CE—BREAK
硬件检测到了一个中断条件
CE—FRAME
硬件检测到一个帧错误
CEl0E
硬件通讯时发生一个I／O错误
CE——MODE
请求模式未被支持，或者hFile参数无效。
如果这个值被指定，它
就是仅有的合法错误
CE—OVERRUN
一个字符缓冲区侵占发生，下一个字符被丢失
CE——RXOVER
输入缓冲区溢出发生，或者输入缓冲区无空间，或者在收到End—
Of—File（EOF）字符之后又收到字符
CE——RXPARITY
硬件检测到奇偶校验错误
CE—TXFULL
应用程序试图发送一个字符，但是输出缓冲区已满
·参数lpStat指向COMSTAT结构，用于存储当前窗口的状态。
COMSTAT结构的定义
如下所示：
●
●
●
●
tvPedefStructCOMSTAT{
DWORDfCtSH01d：
1；
DWORDfDsrH01d：
1；
DWORDfRlSdH01d：
1；
DWORDfXOffH01d：
1；
DWORDfXoffSent：
1；
DWORDfEof：
1；
DWORDfTxim：
1j
DWORDfReserved：
25；
DWORDcbInQue；
DWORDcbOutQue；
}COMSTAT，+LPCOMSTATj
前5个字段表示串口传输是否因为它的原因而等待。
字段fCtsHold表示是否等待CTS信号。
字段ff）srHold表示是否等待DSR信号。
字段fRlsdHold表示是否等待“接收线路信号检测，也叫载波检测”。
字段tXoffHold表示是否等待XOFF字符。
字段fXoffSent表示是否因为驱动程序发送XOFF字符而等待。
字段fEof表示是否收到串口尾部字符。
字段fTxim如果是1，表示队列中的字符是由TransmitCommChar函数写入的而不
WriteFile函数。
·
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