Delphi 第10章_串口通信编程

1、第10章 Delphi XE8 串口通信Delphi 程序设计教程（第3版）清华大学出版社 杨长春 主编用Delphi xe8实现串口通信，最常用的几种方法为：使用API函数、使用组件（如MSComm等）或者在Delphi中调用其他串口通信程序。10.1 RS-232C标准所谓串行通信接口标准，是指串行通信接口与外设的信号连接标准。实际中常用的串行通信接口标准有3种：RS-232C，RS-422A/423A和20mA电流环。常用的PC机都配置了RS-232C标准接口。RS-232C标准常简称为RS-232。RS-232C的定义包括电气特性（如电压值）、机械特性（如接头形状）及功能特性（如脚位信

2、号）等。串行通信接口基本功能是：在发送时，把CPU送来的并行码转换成串行码，逐位地依次发送出去；在接收时，把发送过来的串行码逐位地接收，组装成并行码，并行地发送给CPU去处理。这种串行到并行转换的功能，常用硬件电路来实现，这种硬件电路叫做串行通信接口。普通的Modem通常都是通过RS-232C串行口信号线与计算机连接。 根据RS-232C标准规定，接口电路采用一对物理D型连接器：DTE设备应该有一个D型插头接口，DCE设备应该有一个D型插座接口。 D型连接可以是25芯（简称为DB25），也可以是9芯（简称为DB9）。RS-232C引脚分配如图10-1所示。图10-1 DB25与DB9引脚分配图

3、10.1.1信号连接RS-232C规定使用一种DB25连接器，其中20个脚作了定义，9、10、11、18、25未作定义。 RS-232C串行口信号分为3类：传送信号、联络信号和信号地。1传送信号（TxD和RxD）传送信号是经由（发送数据信号线，引脚）传送和（接收数据信号线，引脚）接收的信息格式即一个传送单位（字节）由起始位、数据位、奇偶校验和停止位组成。2联络信号（RTS、CTS、 DTR、DSR、DCD和RI等个信号）RTS（请求传送，引脚），是PC向Modem发出的联络信号。高电压表不PC机请求向Modem传送数据。CTS（清除发送，引脚），是Modem向PC机发出的联络信号。高电压表示M

4、odem响应PC发出的RTS信号，且准备向远端Modem发送数据。DTR（数据终端就绪，引脚），是PC向Modem发出的联络信号。高电压表示PC机处于就绪状态，本地Modem和远端Modem之间可以建立通信信道。若为低电平，则强迫Modem终止通信。DSR（数据装置就绪，引脚），是Modem向PC发出的联络信号。它指出本地Modem的工作状态，高电压表示Modem没有处于测试通话状态，可以和远端Modem建立通道。DCD（传送检测，引脚），是Modem向PC发出的状态信号，高电压表示本地DCE接收远端Modem发来的载波信号。RI（铃指示，引脚），Modem向PC发出的状态信号。高电压表示本地

5、Modem收到远端Modem发来的振铃信号。3SG（信号地）SG（信号地，引脚）为相连的PC和Modem提供同一电势参考点。10.1.2 握手DTE和DCE之间要实现双向通信，至少需要条信号线：TxD使数据从DTE到ECE。RxD使数据从ECE到ETE，SG为信号地。必须使用握手信号，它提供了一种控制数据流的方法，即接收设备可以控制发送设备的数据发送。 在异步串行通信中，这称之为握手（handshaking）或流量控制（flow control）。握手控制可以具体分为硬件握手（硬件流控）和软件握手（软件流控）。1硬件握手 硬件握手是使用专门的握手电路去控制数据的传输。当接收设备准备好之后，就通

6、过专用的握手电路传送一个正电压给发送设备，指示发送设备数据。如果接收传送一个负电压给发送设备，则指示发送设备停止发送数据。为了完成数据通信需要有类电路：数据线、信号线和握手线。(1)DTE到DCE为了控制DTE的发送数据，DCE使用DSR信号作为主握手信号去通知DTE已做好接收数据库的准备。当通知DTE暂停发送数据时，置DSR无效。(2)DCE到DTE为了控制DCE的数据发送，DTE使用DTR信号作为主握手信号去通知DCE已做好接收数据的准备。当通知DCE暂停发送数据时，置DTR无效。DTE还使用RTS信号作为第二握手信号控制DCE设备。仅当这两条握手线都有效时，DCE才发送数据。RIDTRD

7、CTSGDSRCTSRTSRxDTxD2345678202223456782022图12-2 有握手功能的双向通信(3)双向通信双向通信中只使用主握手线，则共需要5条信号线：TxD、RxD、DSR、DTR和SG。如果还使用第二握手线，则共需要7条信号线。为了使DCE能向DTE提供更多信息，通常还使用RI和DCE两条信号线。这样一个完整的异步串行通信必需的就是这9条信号线 。2软件握手软件握手的原理机制与硬件握手基本相同，不同的握手信号是在数据线（TxD和RxD）上进行传送的，而不是在专门握手线上传送。这是因为软件握手信号是由特殊字符组成的，所以传送这些字符必须使用数据电路，而不是使用专门握手电

8、路。这种方法常用在直接连接或通过Modem连接的两台计算机之间进行双向通信的场合。 软件握手最常用的协议是XON/XOFF协议。该协议主要解决通信双方处理速度不区配的问题，协议规定发送XOFF表示暂停发送数据，发送XON表示继续发送数据。3硬件与软件相结合的握手为了综合硬件握手和软件握手的好处，可以采用硬件和软件相结合的握手控制。假设DTE设备为计算机，DCE设备为Modem，两台计算机之间通过Modem经电话线连接，则此时计算机与Modem之间可采用硬件握手方法，而两台计算机之间可以使用软件握手方法进行联系。10.1.3 微机的RS-232C接口个人计算机的RS-232C接口名称有多个：RS

9、-232C口、串口、通信口、COM口、异步口等。目前DOS3.3以上版本和Windows 3.2/98/NT最多支持个串口：COM1、COM2、COM3和COM4。 它们所占用的I/O口地址和中断号见表 ：串口串口 I/O地址地址 中断号中断号 COM1 0 x3f8 IRQ4 COM0 x2f8 IRQ3 COM 0 x3e8 IRQ4 COM0 x2e8 IRQ3 为一更好地说明RS-232C接口电路的实际工作情况，下面以应答呼叫过程为例，具体分析其信号间的交互关系。所谓应答呼叫过程，即指Modem从接收到振铃信号开始，到数据传输结束后Modem和DTE恢复到原来的空闲状态为止的过程。(1

10、)数据终端DTE的控制软件持续监视振铃指示（RI），等待该信号有效。引脚连线如图：CTS,清除发送DSR,DCE准备就绪SG,信号地DCT,载波检测DTR,DTE准备就绪RI,振铃指示RTS,请求反送RxD,接收数据TxD,发送数据2345678202223456782022图12-3 DTE和Modem的引脚边线(2)响铃后，Modem在振铃脉冲期间发出振铃指示信号（RI有效），在振铃脉冲间隔期间，振铃指示信号有效。即随着振铃脉冲的有无，RI信号ON/OFF交替变化。(3)DTE的通信控制软件在检测到振铃指示后，开始通过计算机振铃指示ON/OFF变化的次数对振铃进行计数。当达到程序预置好的振

11、铃数时，控制软件发出数据终端就绪信号（DTR有效），迫使Modem进入摘机状态，开始应答电话。(4)Modem在等待一小段时间后，自动地发送它的应答载波信号。同时Modem发出数据设备就绪信号（DSR信号有效），通知DTE已完成所有准备工作，正在等待对方载波信号。(5)在DTE发出数据终端就绪信号（DTR有效）期间，DTE的控制软件监视数据设备就绪信号（DSR是否有效）。当DSR变为ON状态后，DTE便知道了Modem已准备建立数据链路，于是DTE开始监视载波检测（DCD）信号，以检查数据链路是否已建立。(6)当主叫Modem的载波信号出现在电话线上时，被叫Modem就发出载波检测信号（DCD

12、），通知DTE已建立数据链路。(7)在数据链路连接期间，发送数据（TxD）和接收数据（RxD）线上即开始了全双工通信。同时，DTE仍监视着载波检测（DCD）信号，以确定数据链路是否连接。(8)数据传输结束后，DTE使数据终端就绪信号（DTE无效），Modem撤消载波信号并以载波检测（DCD）和数据设备就绪（DSR）信号无效给予响应。数据链路释放后，Modem和DTE准备下一次接收或作另一次呼叫。10.2.1常用的串行通信操作函数1CreateFileCreateFile创建或打开一下的对象并返回句柄 完整定义：Handle CreateFile(LPCTSTR lpFileName,/文件名D

13、WORD dwDesireAccess,/访问模式（读/写）DWORD dwShareMode, /共享模式LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,/安全属性10.2串行口API函数DWORD dwCreationDistribution,/文件已经存在或不存在时的处理方法DWORD dwFlagsAndAttributes,/文件属性，对于串口来说有意义的属性只有FILE_FLAG_OVERLAPPED，表示端口的I/O可以在后台进行（后台IO也叫异步IO） HANDLE hDemplateFile/复制制定文件的扩展属性);2CloseHand

14、leCloseHandle函数关闭一个已打开的对象句柄完整定义：BOOL CloseHandle( HANDLE hObject /句柄);3SetupCommSetupComm为通信设备初始化参数（设置通信缓冲区的大小）完整定义：BOOL SetupComm(HANDLE hFile,/句柄DWORD dwInQueue,/输入缓冲区的大小DWORD dwOutQueue/输出缓冲区的大小);4ReadFileReadFile同步或异步从文件读取数据，在读之前可能要调整文件指针的位置完整定义：BOOL ReadFile( HANDLE hFile,/句柄LPVOID lpBuffer,/接收

15、数据的缓冲区地址DWORD nNumberOfBytesToRead,/读取的字节数LPDWORD lpNumberOfBytesRead,/读取字节数的地址LPOVERLAPPED lpOverlapped/当打开文件制定dwFlagsAndAttributes参数为FILE_FLAG_OVERLAPPED时，这个参数就必须应用一个特殊的结构，结构中定义一次异步读操作。否则，该参数应置为空。);5WriteFileWriteFile同步或异步写数据到文件中，在写之前可能要调整文件指针的位置完整定义：BOOL WriteFile(HANDLE hFile,/句柄LPCVIOD lpBuffer

16、,/指向缓冲区的数据DWORD nNumberOfBytesToWrite,/要写的字节数LPDWORD lpNumberOfBuffersWritten,/返回实际写的字节数LPOVERLAPPED lpOverlapped/当打开文件指定dwFlagsAndAttributes参数为FILE_FLAG_OVERLAPPED时，这个参数就必须引用一个特殊的结构，结构中定义一次异步写操作。否则，该参数应置为空。);10.3.1 MSCom安装MSCcomm组件是Microsoft Visual Studio配带的ActiveX组件，一般安装Microsoft Visual Studio后这些文

17、件会自动生成，然后在Delphi XE8中安装MSComm控件。 步骤如下：(1)先打开Delphi XE8集成开发环境，选择菜单“Component”中的“Import ActiveX Control”命令，在“Import AcitiveX”选项卡内选择“Microsoft Comm Control 6.0”项 。(2)单击“Install” 按钮安装MSComm 控件，安装后在“ActiveX”组件板中出现MSComm图标，即可被使用。 MSCOMM32.OCX可以按如下两种方式注册：第一种方式：点击【开始】|【运行】，在运行命令栏中填入如下命令：Regsvr32 c:windowssy

18、stemmscomm32.ocx第二种方式：打开记事本输入以下内容，并且保存未REG的扩展名，双击此文件也可以进行注册REGEDIT4HKEY_CLASSES_ROOTLicenses 4250E830-6AC2-11cf-8ADB-00AA00C00905=” kjljvjjjoquqmjjjvpqqkqmqykypoqjquoun”10.3 MSComm控件10.3.2 MSComm 控件方法MSComm 控件提供下列两种处理通信的方式：(1)事件驱动通信是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。在许多情况下，在事件发生时需要得到通知 。(2)在程序的每个关键功能之后，可以通过检查Com

19、mEvent属性的值来查询事件和错误。如果应用程序较少，并且是自保持的，这种方法可能是更可取的。 每个MSComm控件对应着一个串行端口。如果应用程序需要访问多个串行端口，必须使用多个MSComm控件。可以在Windows “控制面板”中改变端口地址和中断地址。尽管MSComm控件有很多重要的属性，但首先必须熟悉几个属性。CommPort 设置并返回通信端口号。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 向传输缓冲区写一个字符串。10.3.3 MSComm控件属性通信MSComm控件提供了27个关于通信控制方面的属性和5个标准属性 。1Break属性描述：设置或清除中断信号的状态。该属性在设计时无