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1、串口 API在工业控制中，工控机（一般都基于 Windows 平台）经常需要与智能仪表通过串口进行通信。串口通信方便易行，应用广泛。一般情况下，工控机和各智能仪表通过 RS485 总线进行通信。RS485 的通信方式是半双工的，只能由作为主节点的工控 PC 机依次轮询网络上的各智能控制单元子节点。每次通信都是由 PC 机通过串口向智能控制单元发布命令，智能控制单元在接收到正确的命令后作出应答。在 Win32 下，可以使用两种编程方式实现串口通信，其一是使用 ActiveX控件，这种方法程序简单，但欠灵活。其二是调用 Windows 的 API 函数，这种方法可以清楚地掌握串口通信的机制，并且自
2、由灵活。本文我们只介绍 API 串口通信部分。串口的操作可以有两种操作方式：同步操作方式和重叠操作方式（又称为异步操作方式）。同步操作时，API 函数会阻塞直到操作完成以后才能返回（在多线程方式中，虽然不会阻塞主线程，但是仍然会阻塞监听线程）；而重叠操作方式，API 函数会立即返回，操作在后台进行，避免线程的阻塞。 无论那种操作方式，一般都通过四个步骤来完成：（1） 打开串口（2） 配置串口（3） 读写串口（4） 关闭串口（1） 打开串口Win32 系统把文件的概念进行了扩展。无论是文件、通信设备、命名管道、邮件槽、磁盘、还是控制台，都是用 API 函数 CreateFile 来打开或创建的。
3、该函数的原型为：HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName,DWORD dwDesiredAccess,DWORD dwShareMode,LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,DWORD dwCreationDistribution,DWORD dwFlagsAndAttributes,HANDLE hTemplateFile);lpFileName：将要打开的串口逻辑名，如“COM1”； dwDesiredAccess：指定串口访问的类型，可以是读取、写入或二者并列； dwShareMode：指定共享属性，由于
4、串口不能共享，该参数必须置为 0； lpSecurityAttributes：引用安全性属性结构，缺省值为 NULL； dwCreationDistribution：创建标志，对串口操作该参数必须置为OPEN_EXISTING； dwFlagsAndAttributes：属性描述，用于指定该串口是否进行异步操作，该值为 FILE_FLAG_OVERLAPPED，表示使用异步的 I/O；该值为 0，表示同步 I/O 操作； hTemplateFile：对串口而言该参数必须置为 NULL； 同步 I/O 方式打开串口的示例代码：HANDLE hCom; /全局变量，串口句柄hCom=CreateF
5、ile(COM1,/COM1 口GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, /允许读和写0, /独占方式NULL,OPEN_EXISTING, /打开而不是创建0, /同步方式NULL);if(hCom=(HANDLE)-1)AfxMessageBox(打开 COM 失败!);return FALSE;return TRUE;重叠 I/O 打开串口的示例代码： HANDLE hCom; /全局变量，串口句柄hCom =CreateFile(COM1, /COM1 口GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, /允许读和写0, /独占方式NULL,OPEN_EXISTIN
6、G, /打开而不是创建FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, /重叠方式NULL);if(hCom =INVALID_HANDLE_VALUE)AfxMessageBox(打开 COM 失败!);return FALSE;return TRUE;（2）、配置串口 在打开通讯设备句柄后，常常需要对串口进行一些初始化配置工作。这需要通过一个 DCB 结构来进行。DCB 结构包含了诸如波特率、数据位数、奇偶校验和停止位数等信息。在查询或配置串口的属性时，都要用 DCB 结构来作为缓冲区。一般用 CreateFile 打开串口后，可以调用 GetComm
7、State 函数来获取串口的初始配置。要修改串口的配置，应该先修改 DCB 结构，然后再调用SetCommState 函数设置串口。DCB 结构包含了串口的各项参数设置，下面仅介绍几个该结构常用的变量：typedef struct _DCB /波特率，指定通信设备的传输速率。这个成员可以是实际波特率值或者下面的常量值之一：DWORD BaudRate; CBR_110，CBR_300，CBR_600，CBR_1200，CBR_2400，CBR_4800，CBR_9600，CBR_19200， CBR_38400， CBR_56000， CBR_57600， CBR_115200， CBR_12
8、8000， CBR_256000， CBR_14400DWORD fParity; / 指定奇偶校验使能。若此成员为 1，允许奇偶校验检查 BYTE ByteSize; / 乐蜂网优惠券通信字节位数，4 8BYTE Parity; /指定奇偶校验方法。此成员可以有下列值：EVENPARITY 偶校验 NOPARITY 无校验MARKPARITY 标记校验 ODDPARITY 奇校验BYTE StopBits; /指定停止位的位数。此成员可以有下列值：ONESTOPBIT 1 位停止位 TWOSTOPBITS 2 位停止位ONE5STOPBITS 1.5 位停止位 DCB;winbase.h 文
9、件中定义了以上用到的常量。如下：#define NOPARITY 0#define ODDPARITY 1#define EVENPARITY 2#define ONESTOPBIT 0#define ONE5STOPBITS 1#define TWOSTOPBITS 2#define CBR_110 110#define CBR_300 300#define CBR_600 600#define CBR_1200 1200#define CBR_2400 2400#define CBR_4800 4800#define CBR_9600 9600#define CBR_14400 14400
10、#define CBR_19200 19200#define CBR_38400 38400#define CBR_56000 56000#define CBR_57600 57600#define CBR_115200 115200#define CBR_128000 128000#define CBR_256000 256000GetCommState 函数可以获得 COM 口的设备控制块，从而获得相关参数： BOOL GetCommState(HANDLE hFile, /标识通讯端口的句柄 LPDCB lpDCB /指向一个设备控制块（DCB 结构）的指针);SetCommState
11、函数设置 COM 口的设备控制块：BOOL SetCommState(HANDLE hFile, LPDCB lpDCB );除了在 BCD 中的设置外，程序一般还需要设置 I/O 缓冲区的大小和超时。Windows 用 I/O 缓冲区来暂存串口输入和输出的数据。如果通信的速率较高，则应该设置较大的缓冲区。调用 SetupComm 函数可以设置串行口的输入和输出缓冲区的大小。 BOOL SetupComm(HANDLE hFile, / 通信设备的句柄 DWORD dwInQueue, / 输入缓冲区的大小（字节数） DWORD dwOutQueue / 输出缓冲区的大小（字节数）);在用 R
12、eadFile 和 WriteFile 读写串行口时，需要考虑超时问题。超时的作用是在指定的时间内没有读入或发送指定数量的字符，ReadFile 或 WriteFile的操作仍然会结束。要查询当前的超时设置应调用 GetCommTimeouts 函数，该函数会填充一个COMMTIMEOUTS 结构。调用 SetCommTimeouts 可以用某一个 COMMTIMEOUTS 结构的内容来设置超时。读写串口的超时有两种：间隔超时和总超时。间隔超时是指在接收时两个字符之间的最大时延。总超时是指读写操作总共花费的最大时间。写操作只支持总超时，而读操作两种超时均支持。用 COMMTIMEOUTS 结构
13、可以规定读写操作的超时。COMMTIMEOUTS 结构的定义为： typedef struct _COMMTIMEOUTS DWORD ReadIntervalTimeout; /读间隔超时DWORD Read http:/ ; /读时间系数DWORD ReadTotalTimeoutConstant; /读时间常量DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; / 写时间系数DWORD WriteTotalTimeoutConstant; /写时间常量 COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;COMMTIMEOUTS 结构的成员都以毫秒为单位。总超时的
14、计算公式是：总超时时间系数要求读/写的字符数时间常量 例如，要读入 10 个字符，那么读操作的总超时的计算公式为：读总超时ReadTotalTimeoutMultiplier10ReadTotalTimeoutConstant 可以看出：间隔超时和总超时的设置是不相关的，这可以方便通信程序灵活地设置各种超时。 如果所有写超时参数均为 0，那么就不使用写超时。如果 ReadIntervalTimeout为 0，那么就不使用读间隔超时。如果 ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 都为 0，则不使用读总超时。如果读间隔超时被设置成
15、 MAXDWORD 并且读时间系数和读时间常量都为 0，那么在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回，而不管是否读入了要求的字符。在用重叠方式读写串口时，虽然 ReadFile 和 WriteFile 在完成操作以前就可能返回，但超时仍然是起作用的。在这种情况下，超时规定的是操作的完成时间，而不是 ReadFile 和 WriteFile 的返回时间。配置串口的示例代码： SetupComm(hCom,1024,1024); /输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是 1024COMMTIMEOUTS TimeOuts;/设定读超时TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000;/设定写超时TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500;TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000;SetC
