用VC实现串行通信的三种方法 本文关键词：三种，通信，方法，VC
用VC实现串行通信的三种方法 本文简介：用VC6.0实现串行通信的三种方法中国科学院上海光学精密机械研究所(201800)王颖--------------------------------------------------------------------------------前言----在实验室和工业应用中，串口是常用的计算机与
用VC实现串行通信的三种方法 本文内容：
用VC
6.0实现串行通信的三种方法
中国科学院上海光学精密机械研究所(201800)
王颖
--------------------------------------------------------------------------------
前
言
----
在实验室和工业应用中，串口是常用的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，所以应用广泛。依据不同的条件实现对串口的灵活编程控制是我们所需
要的。
----在光学镜片镀膜工艺中，用单片机进行多路温度数据采集控制，采集结果以串行方式进
入主机，每隔10秒向主机发送一次采样数据，主机向单片机发送相关的控制命令，实现串行数
据接收、处理、记录、显示，实时绘制曲线。串行通信程序开发环境为
VC＋＋
6.0。
Windows下串行通信
----与以往DOS下串行通信程序不同的是，Windows不提倡应用程序直接控制硬件，而是通过
Windows操作系统提供的设备驱动程序来进行数据传递。串行口在Win
32中是作为文件来进行
处理的，而不是直接对端口进行操作，对于串行通信，Win
32
提供了相应的文件I/O函数与通
信函数，通过了解这些函数的使用，可以编制出符合不同需要的通信程序。
----与通信设备相关的结构有COMMCONFIG、
COMMPROP、COMMTIMEOUTS、COMSTAT、DCB、MOD
EMDEVCAPS、
MODEMSETTINGS共7个，与通信有关的Windows
API函数共有26个，详细说明可参
考
MSDN帮助文件。以下将结合实例，给出实现串行通信的三种方法。
实现串行通信的三种方法
----方法一：使用VC＋＋提供的串行通信控件
MSComm
----首先，在对话框中创建通信控件，若Control工具栏中缺少该控件，可通过菜单Project
→Add
to
Project→Components
and
Control插入即可，再将该控件从工具箱中拉到对话框中
。此时，你只需要关心控件提供的对
Windows
通信驱动程序的
API
函数的接口。换句话说，
只需要设置和监视MSComm控件的属性和事件。
----在ClassWizard中为新创建的通信控件定义成员对象（CMSComm
m_Serial），通过该对象
便可以对串口属性进行设置，MSComm
控件共有27
个属性，这里只介绍其中几个常用属性：
CommPort
设置并返回通信端口号，缺省为
COM1。
Settings
以字符串的形式设置并返回波特
率、奇偶校验、数据位、停止位。
PortOpen
设置并返回通信端口的状态，也可
以打开和关闭端口。
Input
从接收缓冲区返回和删除字符。
Output
向发送缓冲区写一个字符串。
InputLen
设置每次Input读入的字符个数，缺
省值为0，表明读取接收缓冲区中的全
部内容。
InBufferCount
返回接收缓冲区中已接收到的字符
数，将其置0可以清除接收缓冲区。
InputMode
定义Input属性获取数据的方式（为
0：文本方式；为1：二进制方式）。
----RThreshold
和
SThreshold
属性，表示在
OnComm
事件发生之前，接收缓冲区或发送缓
冲区中可以接收的字符数。
----
以下是通过设置控件属性对串口进行初始化的实例：
BOOL
CSampleDlg::
PortOpen()
{
BOOL
m_Opened;
……
m_Serial.SetCommPort(2);
//指定串口号
m_Serial.SetSettings(“4800,N,8,1“);
//通信参数设置
m_Serial.SetInBufferSize(1024);
//指定接收缓冲区大小
m_Serial.SetInBufferCount(0);
//清空接收缓冲区
m_Serial.InputMode(1);
//设置数据获取方式
m_Serial.SetInputLen(0);
//设置读取方式
m_Opened=m_Serail.SetPortOpen(1);
//打开指定的串口
return
m_Opened;
}
----
打开所需串口后，需要考虑串口通信的时机。在接收或发送数据过程中，可能需要监视
并响应一些事件和错误，所以事件驱动是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。使用
OnComm
事件和
CommEvent
属性捕捉并检查通信事件和错误的值。发生通信事件或错误时，
将触发
OnComm
事件，CommEvent
属性的值将被改变，应用程序检查
CommEvent
属性值并作
出相应的反应。在程序中用ClassWizard为
CMSComm控件添加OnComm消息处理函数：
void
CSampleDlg::OnComm()
{
……
switch(m_Serial.GetCommEvent())
{
case
2:
//
串行口数据接收，处理；
}
}
----方法二：在单线程中实现自定义的串口通信类
----控件简单易用，但由于必须拿到对话框中使用，在一些需要在线程中实现通信的应用场
合，控件的使用显得捉襟见肘。此时，若能够按不同需要定制灵活的串口通信类将弥补控件的
不足，以下将介绍如何在单线程中建立自定义的通信类。
----该通信类CSimpleComm需手动加入头文件与源文件，其基类为CObject，大致建立步骤如
下：
----(1)
打开串口，获取串口资源句柄
----通信程序从CreateFile处指定串口设备及相关的操作属性，再返回一个句柄，该句柄将
被用于后续的通信操作，并贯穿整个通信过程。CreateFile()
函数中有几个值得注意的参数
设置：串口共享方式应设为0，串口为不可共享设备；创建方式必须为OPEN_EXISTING,即打开
已有的串口。对于dwFlagAndAttribute参数，对串口有意义的值是FILE_FLAG_OVERLAPPED，该
标志表明串口采用异步通信模式，可进行重叠操作；若值为NULL，则为同步通信方式，在同步
方式下，应用程序将始终控制程序流，直到程序结束，若遭遇通信故障等因素，将导致应用程
序的永久等待，所以一般多采用异步通信。
----（2）串口设置
----
串口打开后，其属性被设置为默认值，根据具体需要，通过调用GetCommState(hComm,＆dcb)读取当前串口设备控制块DCB（Device
Control
Block）设置，修改后通过SetCommSta
te(hComm,＆dcb)将其写入。再需注意异步读写的超时控制设置，
通过COMMTIMEOUTS结构设置
超时，调用SetCommTimeouts(hComm,＆
timeouts)将结果写入。以下是温度监控程序中串口初
始化成员函数：
BOOL
CSimpleComm::Open(
)
{
DCB
dcb;
m_hIDComDev=CreateFile
(
“COM2“,GENERIC_READ
|
GENERIC_WRITE，0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|
FILE_FLAG_OVE
RLAPPED,NULL
);
//
打开串口，异步操作
if(
m_hIDComDev
==NULL)return(
FALSE);
dcb.DCBlength
=
sizeof(
DCB
);
GetCommState(
m_hIDComDev,＆dcb
);
//
获得端口默认设置
dcb.BaudRate=CBR_4800;
dcb.ByteSize=8;
dcb.Parity=
NOPARITY;
dcb.StopBits=(BYTE)
ONESTOPBIT;
……
}
----（3）串口读写操作
----主要运用ReadFile（）与WriteFile（）API函数，若为异步通信方式，两函数中最后一
个参数为指向OVERLAPPED结构的非空指针，在读写函数返回值为FALSE的情况下，调用GetLas
tError（）函数，返回值为ERROR_IO_PENDING，表明I/O操作悬挂，即操作转入后台继续执行
。此时，可以用WaitForSingleObject()来等待结束信号并设置最长等待时间。举例如下：
BOOL
bReadStatus;
bReadStatus
=
ReadFile(
m_hIDComDev,buffer,dwBytesRead,＆dwBytesRead,＆m_OverlappedRead
);
if(!bReadStatus)
{
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
{
WaitForSingleObject(m_OverlappedRead.hEvent,1000);
return
((int)dwBytesRead);
}
return(0);
}
return
((int)dwBytesRead);
----定义全局变量m_Serial作为新建通信类CSimpleComm的对象，通过调用类的成员函数即可
实现所需串行通信功能。与方法一相比，方法二赋予串行通信程序设计较大的灵活性，端口的
读写可选择较简单的查询式，或通过设置与外设数据发送时间间隔TimeCycle相同的定时器：
SetTimer(1,TimeCycle,NULL)，进行定时读取或发送。
CSampleView::
OnTimer(UINT
nIDEvent)
{
char
InputData[30];
m_Serial.ReadData(InputData,30);
//
数据处理
}
----若对端口数据的响应时间要求较严格，可采用事件驱动
I/O读写，Windows定义了9种串
口通信事件，较常用的有：
EV_RXCHAR:
接收到一个字节，并放入输入
缓冲区。
EV_TXEMPTY:
输出缓冲区中的最后一个字
符发送出去。
EV_RXFLAG:
接收到事件字符(DCB结构中
EvtChar成员)，放入输入缓冲区。
----在用SetCommMask()指定了有用的事件后，应用程序可调用WaitCommEvent()来等待事件
的发生。SetCommMask(hComm,0)可使WaitCommEvent()
中止。
----
方法三：多线程下实现串行通信
----
方法一、二适用于单线程通信。在很多工业控制系统中，常通过扩展串口连接多个外设
，各外设发送数据的重复频率不同，要求后台实时无差错捕捉、采集、处理、记录各端口数据
，这就需要在自定义的串行通信类中创建端口监视线程，以便在指定的事件发生时向相关的窗
口发送通知消息。
----线程的基本概念可详见VC＋＋参考书目，Windows内部的抢先调度程序在活动的线程之间
分配CPU时间，Win
32
区分两种不同类型的线程，一种是用户界面线程UI（User
Interface
Thread）,它包含消息循环或消息泵，用于处理接收到的消息；另一种是工作线程（Work
Thr
ead），它没有消息循环，用于执行后台任务。用于监视串口事件的线程即为工作线程。
----多线程通信类的编写在端口的配置，连接部分与单线程通信类相同，在端口配置完毕后
，最重要的是根据实际情况，建立多线程之间的同步对象，如信号灯、临界区、事件等，相关
细节可参考VC＋＋
中的同步类。
----一切就绪后即可启动工作线程：
CWinThrea
＊CommThread
=
AfxBeginThread(CommWatchThread,//
线程函数名
(LPVOID)
m_pTTYInfo,//
传递的参数
THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL,//
设置线程优先级
(UINT)
0,//
最大堆栈大小
(DWORD)
CREATE_SUSPENDED,//创建标志
(LPSECURITY_ATTRIBUTES)
NULL);
//安全性标志
----
同时，在串口事件监视线程中：
if(WaitCommEvent(pTTYInfo－>idComDev,＆dwEvtMask,NULL))
{
if((dwEvtMask
＆
pTTYInfo－>dwEvtMask
)
==
pTTYInfo－>dwEvtMask)
{
WaitForSingleObject(pTTYInfo－>hPostEvent,0xFFFFFFFF);
ResetEvent(pTTYInfo－>hPostEvent);
//
置同步事件对象为非信号态
::PostMessage(CSampleView,ID_COM1_DATA,0,0);
//
发送通知消息
}
}
----用PostMessage()向指定窗口的消息队列发送通知消息，相应地，需要在该窗口建立消息
与成员函数间的映射，用ON_MESSAGE将消息与成员函数名关联。
BEGIN_MESSAGE_MAP(CSampleView,CView)
//{{AFX_MSG_MAP(CSampleView)
ON_MESSAGE(ID_COM1_DATA,OnProcessCom1Data)
ON_MESSAGE(ID_COM2_DATA,OnProcessCom2Data)
……
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
----然后在各成员函数中完成对各串口数据的接收处理，但必须保证在下一次监测到有数据
到来之前，能够完成所有的中间处理工作，否则将造成数据的捕捉错误。
----多线程的实现可以使得各端口独立，准确地实现串行通信，使串口通信具有更广泛的灵
活性与严格性，且充分利用了CPU时间。但在具体的实时监控系统中如何协调多个线程，线程
之间以何种方式实现同步也是在多线程串行通信程序实现的难点。
结
语
----以VC＋＋
6.0
为工具，实现串行通信的三种方法各有利弊。
根据不同需要，选择合适的方法，将达到事半功倍的效果。在温度监控系统中，笔者采用了
方法二，在Windows
98、Windows
95
上运行稳定，取得了良好的效果。