用Win32 API實(shí)現(xiàn)串行通信

串口是常用的計(jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸通道，由于串行通信方便
易行，所以應(yīng)用廣泛。我們可以利用Windows API 提供的通信函數(shù)編寫出高可移植性的
串行通信程序。
    在Win16中，可以利用OpenComm、CloseComm和WriteComm等函數(shù)打開、關(guān)閉和
讀寫串口。但在Win32中，串口和其他通信設(shè)備均被作為文件處理，串口的打開、關(guān)閉
和讀寫等操作所用的API函數(shù)與操作文件的函數(shù)相同。可通過CreateFile函數(shù)打開串口
，通過CloseFile函數(shù)關(guān)閉串口，通過CommProp、DCB結(jié)構(gòu)、GetCommProperties、
SetCommProperties、GetCommState及SetCommState等函數(shù)設(shè)置串口狀態(tài)，通過函數(shù)
ReadFile和WritFile讀寫串口。 
VC＋＋ 6.0是Windows應(yīng)用程序開發(fā)的主流語言之一，它具有良好的圖形設(shè)計(jì)
界面并支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。本文結(jié)合一個(gè)實(shí)例介紹在VC＋＋ 6.0下如何利用
Win32 API 實(shí)現(xiàn)串行通信程序。 
實(shí)現(xiàn)原理 
    本文的實(shí)例來自一個(gè)水泥發(fā)貨系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，需要將通過總量傳感器采集到
的倉重值傳入到計(jì)算機(jī)中，以便系統(tǒng)做出相應(yīng)的處理。這需要使用串行通信來完成采集
數(shù)據(jù)的傳遞工作。 
    對(duì)于串行通信設(shè)備，Win32 API支持同步和異步兩種I/O操作。同步操作方式的
程序設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡單，但I(xiàn)/O操作函數(shù)在I/O操作結(jié)束前不能返回，這將掛起調(diào)用線程
，直到I/O操作結(jié)束。異步操作方式相對(duì)要復(fù)雜一些，但它可讓耗時(shí)的I/O操作在后臺(tái)進(jìn)
行，不會(huì)掛起調(diào)用線程，這在大數(shù)據(jù)量通信的情況下對(duì)改善調(diào)用線程的響應(yīng)速度是相當(dāng)
有效的。異步操作方式特別適合同時(shí)對(duì)多個(gè)串行設(shè)備進(jìn)行I/O操作和同時(shí)對(duì)一個(gè)串行設(shè)
備進(jìn)行讀/寫操作。這兩種操作方式的程序設(shè)計(jì)基本思想是相似的，本文將針對(duì)同步操
作方式給出具體的通信程序設(shè)計(jì)，同時(shí)簡單說明如何實(shí)現(xiàn)異步的I/O操作。 
串行設(shè)備的初始化 
    串行設(shè)備的初始化是利用CreateFile函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。該函數(shù)獲得串行設(shè)備句柄并
對(duì)其進(jìn)行通信參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置輸出/接收緩沖區(qū)大小、超時(shí)控制和事件監(jiān)視等。 
//串行設(shè)備句柄； 
HANDLE hComDev=0;  
//串口打開標(biāo)志； 
BOOL bOpen=FALSE; 
//線程同步事件句柄； 
HANDLE hEvent=0;  
BOOL SetupSynCom() 
{  
　DCB dcb; 
　COMMTIMEOUTS timeouts; 
　//設(shè)備已打開 
　if(bOpen) return FALSE;　  
　//打開COM1 
if((hComDev=CreateFile(“COM1”,GENERICREAD|GENERICWRITE,0,NULL,OPEN
EXISTING,FILEATTRIBUTENORMAL,NULL))== 
INVALIDHANDLEVALUE)　 
return FALSE; 
//設(shè)置超時(shí)控制 
SetCommTimeouts(hComDev,＆timeouts);  
　//設(shè)置接收緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)的大小 
　SetupComm(hComDev,1024,512);  
//獲取缺省的DCB結(jié)構(gòu)的值 
　GetCommState(hComDev,＆dcb);  
//設(shè)定波特率為9600 bps 
　dcb.BaudRate=CBR9600;  
//設(shè)定無奇偶校驗(yàn) 
　dcb.fParity=NOPARITY;  
//設(shè)定數(shù)據(jù)位為8 
　dcb.ByteSize=8;  
　//設(shè)定一個(gè)停止位 
　dcb.StopBits=ONESTOPBIT;  
//監(jiān)視串口的錯(cuò)誤和接收到字符兩種事件 
　SetCommMask(hComDev,EVERR|EVRXCHAR);  
//設(shè)置串行設(shè)備控制參數(shù) 
　SetCommState(hComDev,＆dcb);  
//設(shè)備已打開 
　bOpen=TRUE;  
　//創(chuàng)建人工重設(shè)、未發(fā)信號(hào)的事件 
　hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE, 
“WatchEvent”); 
//創(chuàng)建一個(gè)事件監(jiān)視線程來監(jiān)視串口事件 
　AfxBeginThread(CommWatchProc,pParam);  
} 

在設(shè)置串口DCB結(jié)構(gòu)的參數(shù)時(shí)，不必設(shè)置每一個(gè)值。首先讀出DCB缺省的參數(shù)設(shè)
置，然后只修改必要的參數(shù)，其他參數(shù)都取缺省值。由于對(duì)串口進(jìn)行的是同步I/O操作
，所以除非指定進(jìn)行監(jiān)測(cè)的事件發(fā)生，否則WaitCommEvent函數(shù)不會(huì)返回。在串行設(shè)備
初始化的最后要建立一個(gè)單獨(dú)的監(jiān)視線程來監(jiān)視串口事件，以免掛起當(dāng)前調(diào)用線程,其
中pParam可以是一個(gè)對(duì)事件進(jìn)行處理的窗口類指針。 
如果要進(jìn)行異步I/O操作，打開設(shè)備句柄時(shí)，CreateFile的第6個(gè)參數(shù)應(yīng)增加FILEFLAG
OVERLAPPED 標(biāo)志。 
數(shù)據(jù)發(fā)送 
        數(shù)據(jù)發(fā)送利用WriteFile函數(shù)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于同步I/O操作，它的最后一個(gè)參數(shù)可為
NULL；而對(duì)異步I/O操作，它的最后一個(gè)參數(shù)必需是一個(gè)指向OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的指針，
通過OVERLAPPED結(jié)構(gòu)來獲得當(dāng)前的操作狀態(tài)。 
BOOL WriteComm(LPCVOID lpSndBuffer,DWORD  
dwBytesToWrite) 
{ //lpSndBuffer為發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針， 
dwBytesToWrite為將要發(fā)送的字節(jié)長度 
//設(shè)備已打開 
　BOOL bWriteState;  
//實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù) 
　DWORD dwBytesWritten;  
//設(shè)備未打開 
　if(!bOpen) return FALSE;  
　bWriteState=WriteFile(hComDev,lpSndBuffer, 
dwBytesToWrite,＆dwBytesWritten,NULL); 
　if(!bWriteState || dwBytesToWrite!=dwBytesWritten) 
//發(fā)送失敗 
　　return FALSE;  
　else 
//發(fā)送成功 
　　return TRUE;  
} 
數(shù)據(jù)接收 
    接收數(shù)據(jù)的任務(wù)由ReadFile函數(shù)完成。該函數(shù)從串口接收緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，
讀取數(shù)據(jù)前，先用ClearCommError函數(shù)獲得接收緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)。接收數(shù)據(jù)時(shí)，同步
和異步讀取的差別同發(fā)送數(shù)據(jù)是一樣的。 
DWORD ReadComm(LPVOID lpInBuffer,DWORD  
dwBytesToRead) 
{ //lpInBuffer為接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)指針， dwBytesToRead為準(zhǔn)備讀取的數(shù)據(jù)長度（字
節(jié)數(shù)） 
//串行設(shè)備狀態(tài)結(jié)構(gòu) 
　COMSTAT ComStat;  
　DWORD dwBytesRead,dwErrorFlags;　 
//設(shè)備未打開 
　if(!bOpen) return 0; 
　//讀取串行設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài) 
　ClearCommError(hComDev,＆dwErrorFlags,＆ComStat);  
　//應(yīng)該讀取的數(shù)據(jù)長度 
dwBytesRead=min(dwBytesToRead,ComStat.cbInQue);  
　if(dwBytesRead>0) 
　　//讀取數(shù)據(jù) 
　　if(!ReadFile(hComDev,lpInBuffer,dwBytesRead,＆dwBytesRead,NULL))  
　　 dwBytesRead=0; 
　return dwBytesRead; 
} 
事件監(jiān)視線程 
    事件監(jiān)視線程對(duì)串口事件進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)監(jiān)視的事件發(fā)生時(shí)，監(jiān)視線程可將這個(gè)
事件發(fā)送(SendMessage)或登記(PostMessage)到對(duì)事件進(jìn)行處理的窗口類（由pParam指
定）中。 
UINT CommWatchProc(LPVOID pParam) 
{ DWORD dwEventMask=0; //發(fā)生的事件； 
　while(bOpen) 
　{ //等待監(jiān)視的事件發(fā)生 
WaitCommEvent(hComDev, ＆dwEventMask,  
NULL);  
　if ((dwEventMask ＆ EVRXCHAR) ==  
EVRXCHAR) 
……//接收到字符事件后，可以將此消息登記到由pParam有指定的窗口類中進(jìn)行處理 
　　if(dwEventMask ＆ EVERR)==EVERROR) 
　　　……//發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的處理 
　} 
　SetEvent(hEvent);  
　//發(fā)信號(hào)，指示監(jiān)視線程結(jié)束 
　return 0; 
} 

關(guān)閉串行設(shè)備 
    在整個(gè)應(yīng)用程序結(jié)束或不再使用串行設(shè)備時(shí)，應(yīng)將串行設(shè)備關(guān)閉，包括取消事
件監(jiān)視，將設(shè)備打開標(biāo)志bOpen置為FALSE以使事件監(jiān)視線程結(jié)束，清除發(fā)送/接收緩沖
區(qū)和關(guān)閉設(shè)備句柄。 
void CloseSynComm() 
{  
if(!bOpen) return; 
//結(jié)束事件監(jiān)視線程 
　bOpen=FALSE;  
　SetCommMask(hComDev,0);  
　//取消事件監(jiān)視，此時(shí)監(jiān)視線程中的WaitCommEvent將返回 
　WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE); 
　//等待監(jiān)視線程結(jié)束 
　CloseHandle(hEvent); //關(guān)閉事件句柄 
　//停止發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并清除發(fā)送和接收緩沖區(qū) 
PurgeComm(hComDev,PURGETXABORT| 
PURGERXABORT|PURGETXCLEAR| 
PURGERXCLEAR); 
//關(guān)閉設(shè)備句柄 
　CloseHandle(hComDev);  
} 
小 結(jié) 
    以上給出了用Win32 API 設(shè)計(jì)串行通信的基本思路，對(duì)這個(gè)同步I/O操作的串
行通信程序稍加改造就可進(jìn)行異步I/O操作。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以將這些串行通信
函數(shù)和成員變量加到一個(gè)已有的CWnd類或其派生類中來實(shí)現(xiàn)串行通信，也可設(shè)計(jì)一個(gè)新
的串行通信類來包含這些成員函數(shù)和成員變量。總之，利用Win32 API可以設(shè)計(jì)出滿足
各種需要的串行通信程序。