用Win32 API实现串行通信

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。我们可以利用Windows API 提供的通信函数编写出高可移植性的
串行通信程序。
在Win16中，可以利用OpenComm、CloseComm和WriteComm等函数打开、关闭和
读写串口。但在Win32中，串口和其他通信设备均被作为文件处理，串口的打开、关闭
和读写等操作所用的API函数与操作文件的函数相同。可通过CreateFile函数打开串口
，通过CloseFile函数关闭串口，通过CommProp、DCB结构、GetCommProperties、
SetCommProperties、GetCommState及SetCommState等函数设置串口状态，通过函数
ReadFile和WritFile读写串口。
VC＋＋ 6.0是Windows应用程序开发的主流语言之一，它具有良好的图形设计
界面并支持面向对象的程序设计方法。本文结合一个实例介绍在VC＋＋ 6.0下如何利用
Win32 API 实现串行通信程序。
实现原理
本文的实例来自一个水泥发货系统，在系统中，需要将通过总量传感器采集到
的仓重值传入到计算机中，以便系统做出相应的处理。这需要使用串行通信来完成采集
数据的传递工作。
对于串行通信设备，Win32 API支持同步和异步两种I/O操作。同步操作方式的
程序设计相对比较简单，但I/O操作函数在I/O操作结束前不能返回，这将挂起调用线程
，直到I/O操作结束。异步操作方式相对要复杂一些，但它可让耗时的I/O操作在后台进
行，不会挂起调用线程，这在大数据量通信的情况下对改善调用线程的响应速度是相当
有效的。异步操作方式特别适合同时对多个串行设备进行I/O操作和同时对一个串行设
备进行读/写操作。这两种操作方式的程序设计基本思想是相似的，本文将针对同步操
作方式给出具体的通信程序设计，同时简单说明如何实现异步的I/O操作。
串行设备的初始化
串行设备的初始化是利用CreateFile函数实现的。该函数获得串行设备句柄并
对其进行通信参数设置，包括设置输出/接收缓冲区大小、超时控制和事件监视等。
//串行设备句柄；
HANDLE hComDev=0;
//串口打开标志；
BOOL bOpen=FALSE;
//线程同步事件句柄；
HANDLE hEvent=0;
BOOL SetupSynCom()
{
DCB dcb;
COMMTIMEOUTS timeouts;
//设备已打开
if(bOpen) return FALSE;
//打开COM1
if((hComDev=CreateFile(“COM1”,GENERICREAD|GENERICWRITE,0,NULL,OPEN
EXISTING,FILEATTRIBUTENORMAL,NULL))==
INVALIDHANDLEVALUE)
return FALSE;
//设置超时控制
SetCommTimeouts(hComDev,＆timeouts);
//设置接收缓冲区和输出缓冲区的大小
SetupComm(hComDev,1024,512);
//获取缺省的DCB结构的值
GetCommState(hComDev,＆dcb);
//设定波特率为9600 bps
dcb.BaudRate=CBR9600;
//设定无奇偶校验
dcb.fParity=NOPARITY;
//设定数据位为8
dcb.ByteSize=8;
//设定一个停止位
dcb.StopBits=ONESTOPBIT;
//监视串口的错误和接收到字符两种事件
SetCommMask(hComDev,EVERR|EVRXCHAR);
//设置串行设备控制参数
SetCommState(hComDev,＆dcb);
//设备已打开
bOpen=TRUE;
//创建人工重设、未发信号的事件
hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,
“WatchEvent”);
//创建一个事件监视线程来监视串口事件
AfxBeginThread(CommWatchProc,pParam);
}
在设置串口DCB结构的参数时，不必设置每一个值。首先读出DCB缺省的参数设
置，然后只修改必要的参数，其他参数都取缺省值。由于对串口进行的是同步I/O操作
，所以除非指定进行监测的事件发生，否则WaitCommEvent函数不会返回。在串行设备
初始化的最后要建立一个单独的监视线程来监视串口事件，以免挂起当前调用线程,其
中pParam可以是一个对事件进行处理的窗口类指针。
如果要进行异步I/O操作，打开设备句柄时，CreateFile的第6个参数应增加FILEFLAG
OVERLAPPED 标志。
数据发送
数据发送利用WriteFile函数实现。对于同步I/O操作，它的最后一个参数可为
NULL；而对异步I/O操作，它的最后一个参数必需是一个指向OVERLAPPED结构的指针，
通过OVERLAPPED结构来获得当前的操作状态。
BOOL WriteComm(LPCVOID lpSndBuffer,DWORD
dwBytesToWrite)
{ //lpSndBuffer为发送数据缓冲区指针，
dwBytesToWrite为将要发送的字节长度
//设备已打开
BOOL bWriteState;
//实际发送的字节数
DWORD dwBytesWritten;
//设备未打开
if(!bOpen) return FALSE;
bWriteState=WriteFile(hComDev,lpSndBuffer,
dwBytesToWrite,＆dwBytesWritten,NULL);
if(!bWriteState || dwBytesToWrite!=dwBytesWritten)
//发送失败
return FALSE;
else
//发送成功
return TRUE;
}
数据接收
接收数据的任务由ReadFile函数完成。该函数从串口接收缓冲区中读取数据，
读取数据前，先用ClearCommError函数获得接收缓冲区中的字节数。接收数据时，同步
和异步读取的差别同发送数据是一样的。
DWORD ReadComm(LPVOID lpInBuffer,DWORD
dwBytesToRead)
{ //lpInBuffer为接收数据的缓冲区指针， dwBytesToRead为准备读取的数据长度（字
节数）
//串行设备状态结构
COMSTAT ComStat;
DWORD dwBytesRead,dwErrorFlags;
//设备未打开
if(!bOpen) return 0;
//读取串行设备的当前状态
ClearCommError(hComDev,＆dwErrorFlags,＆ComStat);
//应该读取的数据长度
dwBytesRead=min(dwBytesToRead,ComStat.cbInQue);
if(dwBytesRead>0)
//读取数据
if(!ReadFile(hComDev,lpInBuffer,dwBytesRead,＆dwBytesRead,NULL))
dwBytesRead=0;
return dwBytesRead;
}
事件监视线程
事件监视线程对串口事件进行监视，当监视的事件发生时，监视线程可将这个
事件发送(SendMessage)或登记(PostMessage)到对事件进行处理的窗口类（由pParam指
定）中。
UINT CommWatchProc(LPVOID pParam)
{ DWORD dwEventMask=0; //发生的事件；
while(bOpen)
{ //等待监视的事件发生
WaitCommEvent(hComDev, ＆dwEventMask,
NULL);
if ((dwEventMask ＆ EVRXCHAR) ==
EVRXCHAR)
……//接收到字符事件后，可以将此消息登记到由pParam有指定的窗口类中进行处理
if(dwEventMask ＆ EVERR)==EVERROR)
……//发生错误时的处理
}
SetEvent(hEvent);
//发信号，指示监视线程结束
return 0;
}
关闭串行设备
在整个应用程序结束或不再使用串行设备时，应将串行设备关闭，包括取消事
件监视，将设备打开标志bOpen置为FALSE以使事件监视线程结束，清除发送/接收缓冲
区和关闭设备句柄。
void CloseSynComm()
{
if(!bOpen) return;
//结束事件监视线程
bOpen=FALSE;
SetCommMask(hComDev,0);
//取消事件监视，此时监视线程中的WaitCommEvent将返回
WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE);
//等待监视线程结束
CloseHandle(hEvent); //关闭事件句柄
//停止发送和接收数据，并清除发送和接收缓冲区
PurgeComm(hComDev,PURGETXABORT|
PURGERXABORT|PURGETXCLEAR|
PURGERXCLEAR);
//关闭设备句柄
CloseHandle(hComDev);
}
小 结
以上给出了用Win32 API 设计串行通信的基本思路，对这个同步I/O操作的串
行通信程序稍加改造就可进行异步I/O操作。在实际应用中，我们可以将这些串行通信
函数和成员变量加到一个已有的CWnd类或其派生类中来实现串行通信，也可设计一个新
的串行通信类来包含这些成员函数和成员变量。总之，利用Win32 API可以设计出满足
各种需要的串行通信程序。