如何用 API进行串口编程.docx

1、如何用 API进行串口编程用Windows API进行串口编程的一般步骤及相关函数讲解时间:2011-09-15 07:48来源:未知 作者:admin 点击: 1026次-分隔线-虽然使用诸如 CSerialPort VC串口类，MSComm VC 串口控件等非常方便，但有时这些控件并不适合自己的特殊需求，所以有必要了解一下基于Windows API的串口编程方法，下面介绍一下API串口编程的一般步骤及相关串口API函数。串口操作一般有四步，分别是：1) 打开串口2) 配置串口3) 读写串口4) 关闭串口、 打开串口在VC 打开串口一文中我们已经单独介绍过如果利用API打开串口的方法，打开串

2、口是用API函数CreateFile来打开或创建的。该函数的原型为： 1 HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName, 2 DWORD dwDesiredAccess, 3 DWORD dwShareMode, 4 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, 5 DWORD dwCreationDistribution, 6 DWORD dwFlagsAndAttributes, 7 HANDLE hTemplateFile); 参数详解： lpFileName：将要打开的串口逻辑名，如“COM1”； dwDesire

3、dAccess：指定串口访问的类型，可以是读取、写入或二者并列； dwShareMode：指定共享属性，由于串口不能共享，该参数必须置为0； lpSecurityAttributes：引用安全性属性结构，缺省值为NULL； dwCreationDistribution：创建标志，对串口操作该参数必须置为OPEN_EXISTING； 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； hTemplateFile：对串口而言该参数必须置为NULL；串口的操作可以有两

4、种操作方式：同步操作方式和重叠操作方式（也称为异步操作方式）。同步操作时，API函数会阻塞直到操作完成以后才能返回（在多线程方式中，虽然不会阻塞主线程，但是仍然会阻塞监听线程）；而重叠操作方式，API函数会立即返回，操作在后台进行，避免线程的阻塞。同步I/O方式打开串口的示例：8 HANDLE hCom; /全局变量，串口句柄 9 hCom=CreateFile(COM1,/COM1口 10 GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, /允许读和写 11 0, /独占方式 12 NULL, 13 OPEN_EXISTING, /打开而不是创建 14 0, /同步方式 15 NULL

5、); 16 if(hCom=(HANDLE)-1) 17 18 AfxMessageBox(打开COM失败!); 19 return FALSE; 20 21 return TRUE; 重叠I/O打开串口的示例：22 HANDLE hCom; /全局变量，串口句柄 23 hCom =CreateFile(COM1, /COM1口 24 GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, /允许读和写 25 0, /独占方式 26 NULL, 27 OPEN_EXISTING, /打开而不是创建 28 FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, /

6、重叠方式 29 NULL); 30 if(hCom =INVALID_HANDLE_VALUE) 31 32 AfxMessageBox(打开COM失败!); 33 return FALSE; 34 35 return TRUE; 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

7、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： 36 typedef struct _DCB 37 38 /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： 39 DWORD BaudRate; 40 CBR_110，CBR_300，CBR_600，CBR_1200，CBR_2400，CBR_4800，CBR_9600，CBR_19200， CBR_38400， 41 CBR_56000， CBR_57600， CBR_115200， CBR_128000， CBR_256000， CBR_14400

8、 42 43 DWORD fParity; / 指定奇偶校验使能。若此成员为1，允许奇偶校验检查 44 45 BYTE ByteSize; / 通信字节位数，48 46 BYTE Parity; /指定奇偶校验方法。此成员可以有下列值： 47 EVENPARITY 偶校验 NOPARITY 无校验 48 MARKPARITY 标记校验 ODDPARITY 奇校验 49 BYTE StopBits; /指定停止位的位数。此成员可以有下列值： 50 ONESTOPBIT 1位停止位 TWOSTOPBITS 2位停止位 51 ONE5STOPBITS 1.5位停止位 52 53 DCB; 54 wi

9、nbase.h文件中定义了以上用到的常量。如下： 55 #define NOPARITY 0 56 #define ODDPARITY 1 57 #define EVENPARITY 2 58 #define ONESTOPBIT 0 59 #define ONE5STOPBITS 1 60 #define TWOSTOPBITS 2 61 #define CBR_110 110 62 #define CBR_300 300 63 #define CBR_600 600 64 #define CBR_1200 1200 65 #define CBR_2400 2400 66 #define C

10、BR_4800 4800 67 #define CBR_9600 9600 68 #define CBR_14400 14400 69 #define CBR_19200 19200 70 #define CBR_38400 38400 71 #define CBR_56000 56000 72 #define CBR_57600 57600 73 #define CBR_115200 115200 74 #define CBR_128000 128000 75 #define CBR_256000 256000 GetCommState函数可以获得COM口的设备控制块，从而获得相关参数：76

11、 BOOL GetCommState( 77 HANDLE hFile, /标识通讯端口的句柄 78 LPDCB lpDCB /指向一个设备控制块（DCB结构）的指针 79 ); 80 SetCommState函数设置COM口的设备控制块： 81 BOOL SetCommState( 82 HANDLE hFile, 83 LPDCB lpDCB 84 ); 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。85

12、 BOOL SetupComm( 86 87 HANDLE hFile, / 通信设备的句柄 88 DWORD dwInQueue, / 输入缓冲区的大小（字节数） 89 DWORD dwOutQueue / 输出缓冲区的大小（字节数） 90 ); 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COMMTIM

13、EOUTS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：91 typedef struct _COMMTIMEOUTS 92 DWORD ReadIntervalTimeout; /读间隔超时 93 DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; /读时间系数 94 DWORD ReadTotalTimeoutConstant; /读时间常量

14、95 DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; / 写时间系数 96 DWORD WriteTotalTimeoutConstant; /写时间常量 97 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ReadTotalTimeoutMultiplier10ReadTotalTimeoutConstant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

15、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WriteFi

16、le的返回时间。配置串口的示例代码： 98 SetupComm(hCom,1024,1024); /输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024 99 100 COMMTIMEOUTS TimeOuts; 101 /设定读超时 102 TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000; 103 TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500; 104 TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000; 105 /设定写超时 106 TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500; 107

17、 TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000; 108 SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); /设置超时 109 110 DCB dcb; 111 GetCommState(hCom,&dcb); 112 dcb.BaudRate=9600; /波特率为9600 113 dcb.ByteSize=8; /每个字节有8位 114 dcb.Parity=NOPARITY; /无奇偶校验位 115 dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; /两个停止位 116 SetCommState(hCom,&dcb); 117 118

18、PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR); 在读写串口之前，还要用PurgeComm()函数清空缓冲区，该函数原型： 119 BOOL PurgeComm( 120 121 HANDLE hFile, /串口句柄 122 DWORD dwFlags / 需要完成的操作 123 ); 参数dwFlags指定要完成的操作，可以是下列值的组合：124 PURGE_TXABORT 中断所有写操作并立即返回，即使写操作还没有完成。 125 PURGE_RXABORT 中断所有读操作并立即返回，即使读操作还没有完成。 126 PURGE_TXCLEAR 清除输

19、出缓冲区 127 PURGE_RXCLEAR 清除输入缓冲区 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： 128 BOOL ReadFile( 129 130 HANDLE hFile, /串口的句柄 131 132 / 读入的数据存储的地址， 133 / 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 134 LPVOID lpBuffer, 135 DWORD nNumberOfBytesToRead, / 要读入的数据的字节数 136 137 / 指向一个DWORD数值，该数值返回读操作实际读入的字节数 138 LPDWORD lpNu

20、mberOfBytesRead, 139 140 / 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。 141 LPOVERLAPPED lpOverlapped 142 ); 143 BOOL WriteFile( 144 145 HANDLE hFile, /串口的句柄 146 147 / 写入的数据存储的地址， 148 / 即以该指针的值为首地址的nNumberOfBytesToWrite 149 / 个字节的数据将要写入串口的发送数据缓冲区。 150 LPCVOID lpBuffer, 151 152 DWORD nNumberOfBytesToWri

21、te, /要写入的数据的字节数 153 154 / 指向指向一个DWORD数值，该数值返回实际写入的字节数 155 LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, 156 157 / 重叠操作时，该参数指向一个OVERLAPPED结构， 158 / 同步操作时，该参数为NULL。 159 LPOVERLAPPED lpOverlapped 160 ); 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

22、，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

23、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。同步方式读写串口比较简单，下面先例举同步方式读写串口的代码： 161 /同步读串口 162 char str100; 163 DWORD wCount;/读取的字节数 164 BOOL bReadStat; 165 bReadStat=Re

24、adFile(hCom,str,100,&wCount,NULL); 166 if(!bReadStat) 167 168 AfxMessageBox(读串口失败!); 169 return FALSE; 170 171 return TRUE; 172 173 /同步写串口 174 175 char lpOutBuffer100; 176 DWORD dwBytesWrite=100; 177 COMSTAT ComStat; 178 DWORD dwErrorFlags; 179 BOOL bWriteStat; 180 ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,

25、&ComStat); 181 bWriteStat=WriteFile(hCom,lpOutBuffer,dwBytesWrite,& dwBytesWrite,NULL); 182 if(!bWriteStat) 183 184 AfxMessageBox(写串口失败!); 185 186 PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT| 187 PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR); 在重叠操作时,操作还未完成函数就返回。重叠I/O非常灵活，它也可以实现阻塞（例如我们可以设置一定要读取到一个数据才能进行到下一步操作）。有两种方法可

26、以等待操作完成：一种方法是用象WaitForSingleObject这样的等待函数来等待OVERLAPPED结构的hEvent成员；另一种方法是调用GetOverlappedResult函数等待，后面将演示说明。下面我们先简单说一下OVERLAPPED结构和GetOverlappedResult函数：OVERLAPPED结构OVERLAPPED结构包含了重叠I/O的一些信息，定义如下：188 typedef struct _OVERLAPPED / o 189 DWORD Internal; 190 DWORD InternalHigh; 191 DWORD Offset; 192 DWORD

27、 OffsetHigh; 193 HANDLE hEvent; 194 OVERLAPPED; 在使用ReadFile和WriteFile重叠操作时，线程需要创建OVERLAPPED结构以供这两个函数使用。线程通过OVERLAPPED结构获得当前的操作状态，该结构最重要的成员是hEvent。hEvent是读写事件。当串口使用异步通讯时，函数返回时操作可能还没有完成，程序可以通过检查该事件得知是否读写完毕。当调用ReadFile, WriteFile 函数的时候，该成员会自动被置为无信号状态；当重叠操作完成后，该成员变量会自动被置为有信号状态。 195 GetOverlappedResult函数

28、 196 BOOL GetOverlappedResult( 197 HANDLE hFile, / 串口的句柄 198 199 / 指向重叠操作开始时指定的OVERLAPPED结构 200 LPOVERLAPPED lpOverlapped, 201 202 / 指向一个32位变量，该变量的值返回实际读写操作传输的字节数。 203 LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred, 204 205 / 该参数用于指定函数是否一直等到重叠操作结束。 206 / 如果该参数为TRUE，函数直到操作结束才返回。 207 / 如果该参数为FALSE，函数直接返回，这时如果操作没有

29、完成， 208 / 通过调用GetLastError()函数会返回ERROR_IO_INCOMPLETE。 209 BOOL bWait 210 ); 该函数返回重叠操作的结果，用来判断异步操作是否完成，它是通过判断OVERLAPPED结构中的hEvent是否被置位来实现的。异步读串口的示例代码： 211 char lpInBuffer1024; 212 DWORD dwBytesRead=1024; 213 COMSTAT ComStat; 214 DWORD dwErrorFlags; 215 OVERLAPPED m_osRead; 216 memset(&m_osRead,0,size

30、of(OVERLAPPED); 217 m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL); 218 219 ClearCommError(hCom,&dwErrorFlags,&ComStat); 220 dwBytesRead=min(dwBytesRead,(DWORD)ComStat.cbInQue); 221 if(!dwBytesRead) 222 return FALSE; 223 BOOL bReadStatus; 224 bReadStatus=ReadFile(hCom,lpInBuffer, 225 dwBytesRead,&dwBytesRead,&m_osRead); 226 227 if(!bReadStatus) /如果ReadFile函数返回FALSE 228 229