串口通信技术在Visual C++中的实现

串口通信技术在VisualC++中的实现

摘要:本文介绍了串口通信的基本原理，分析和研究了串口通信在VisualC++开发环境下的实现方法，并对各种实现方法的优缺点进行了比较。

关键词:串口通信;多线程;非阻塞通信;MSComm控件

1串口通信的基本原理

串口的本质功能是作为CPU和串口通信设备间的编码转换器。当数据从CPU经过串口发送出去时，字节数据转换为串口的位。在接收数据时，串口的位被转换为字节数据。

在Windows环境下，串口是系统资源的一部分。应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求(打开串口)，通信完成后必须释放资源，即关闭串口。

2VC下的32位串口应用程序

32位下串口通信程序可以用3种方法实现:MSComm控件;使用API通信函数或者CSerialPort类。下面介绍的都是在单文档应用程序中加入串口通信功能的程序。

2.1使用MSComm控件

VC++6.0提供的MSComm控件通过串口端口发送和接收数据，为应用程序提供串口通信功能，使用非常方便。

在当前的对话框中插入一个MSComm控件，然后在ClassWizard中为新创建的通信控件定义一个成员对象(CMSCommm_Com)，接下来只需要通过该成员对象即可设置MSComm控件的相关属性。MSComm控件提供了很多属性，通常我们只需要设置几个常用的属性，即初始化串口，然后需要打开串口。

(1)初始化串口

串口的初始化主要是通过串口的属性设置相应的参数。利用成员对象m_Com初始化串口参数的主要流程如图1所示。(2)捕捉串口事件

MSComm控件可以采用查询或事件驱动的方式从端口获取数据。事件驱动方式是处理串口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，例如:在串口接收缓冲区中有字符，或者CD线上或RTS线上一个字符到达或一个事件发生时，可以利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理这些通信事件，OnComm事件还可以检查和处理通信错误。

查询方式实质上属于事件驱动，但在某些情况下，这种方式更为便捷。在程序的每个关键功能之后，可以通过检查CommEvent属性值来查询霎时间和错误，只要CommEvent属性的值有了变化，就表明有一个事件或一个错误发生。如果应用程序较小，且自成一体，则该方法更为可取。本文介绍使用比较广泛的事件驱动方法:有事件(如接收到数据)时通知程序。在程序中需要捕获并处理这些通信事件。OnComm事件的程序结构如下:

voidCMainFrame::OnCommMscomm()

{

……

switch(m_Com.GetCommEvent())

{

……

case2://串口数据接收和处理

……

}

}

2.2使用32位的API通信函数

在VC++6.0下，MFC应用程序的线程由CWinThread对象表示。VC++把线程分为两种:用户界面线程和工作者线程。用户界面线程能够提供界面和用户交互，通常用于处理用户输入及其相应的各种事件和消息;而工作都线程主要用来处理程序的后台任务。程序一般不需要直接创建CWinThread对象，通过调用AfxBeginThread()函数就会自动创建一个CWinThread对象，从而开始一个线程。创建上述的两种线程都利用这个函数。

首先在在MainFrm.cpp中定义全局变量(串口句柄hCom和hCommWatchThread)，然后在程序中创建一个串口，并进行相应的串口参数设置，然后启动一个工作者线程，主要用它来监视串口状态，看有无数据到达、通信有无错误;而用户界面线程则可专心进行数据处理、提供友好的用户界面等重要的工作，最后为工作者线程写一个全局函数，主要完成数据接收的工作。程序处理的流程如图3所示。

数据接收函数的编写相对较简单，首先调用SetCommMask设置只接收字符，然后调用WAITcOMMeVENT等待串口事件的发生。当串口有数据到来时，判断其是否为字符，若是，则调用ClearCommError获取串口的状态并清除串口的错误，再调用ReadFile读取数据，并通过串口状态的cbInQue属性获取数据的大小，最后再将数据显示出来。

值得注意的是，如果在CreateFile()时使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED，则在ReadFile()中必须采用LPOVERLAPPED结构。否则，函数会错误地报告该操作已完成了。

在此，我们使用了多线程技术，在工作者线程中监视串口，有数据到达时依靠事件驱动，读入数据并向主线程报告。并且，WaitCommEvent()、ReadFile()、WriteFile()都使用了非阻塞通信技术，依靠重叠(overlapped)读写操作，让串口读写操作在后台运行。

2.3使用简单而强大的多线程串口编程工具CSerialPort类

使用MSComm控件编程简单，对付简单的任务完全可以胜任，但当我们需要在程序中用多个串口，而且还要做很多复杂的处理，那么最好不用MSComm通信控件。如果这时你不想自己编写底层的东西或者对API函数不是很了解，你可以使用CSerialPort类来完成比较复杂的任务。这是RemonSpekreijse写的一个串口类，类作者已作了一个基于对话框，且同时能检测4个串口的示例程序。有了这个类，我们编程就容易多了，只要在程序中加入这个类文件，然后就可以按照通常的方法使用该类中的一些函数。该类可在相关网站上下载。

3结语