用Win32 API實現串行通信

串口是常用的計算機與外部串行設備之間的數據傳輸通道，由于串行通信方便
易行，所以應用廣泛。我們可以利用Windows API 提供的通信函數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等函數打開、關閉和
讀寫串口。但在Win32中，串口和其他通信設備均被作為文件處理，串口的打開、關閉
和讀寫等操作所用的API函數與操作文件的函數相同。可通過CreateFile函數打開串口
，通過CloseFile函數關閉串口，通過CommProp、DCB結構、GetCommProperties、
SetCommProperties、GetCommState及SetCommState等函數設置串口狀態，通過函數
ReadFile和WritFile讀寫串口。 
VC＋＋ 6.0是Windows應用程序開發的主流語言之一，它具有良好的圖形設計
界面并支持面向對象的程序設計方法。本文結合一個實例介紹在VC＋＋ 6.0下如何利用
Win32 API 實現串行通信程序。 
實現原理 
    本文的實例來自一個水泥發貨系統，在系統中，需要將通過總量傳感器采集到
的倉重值傳入到計算機中，以便系統做出相應的處理。這需要使用串行通信來完成采集
數據的傳遞工作。 
    對于串行通信設備，Win32 API支持同步和異步兩種I/O操作。同步操作方式的
程序設計相對比較簡單，但I/O操作函數在I/O操作結束前不能返回，這將掛起調用線程
，直到I/O操作結束。異步操作方式相對要復雜一些，但它可讓耗時的I/O操作在后臺進
行，不會掛起調用線程，這在大數據量通信的情況下對改善調用線程的響應速度是相當
有效的。異步操作方式特別適合同時對多個串行設備進行I/O操作和同時對一個串行設
備進行讀/寫操作。這兩種操作方式的程序設計基本思想是相似的，本文將針對同步操
作方式給出具體的通信程序設計，同時簡單說明如何實現異步的I/O操作。 
串行設備的初始化 
    串行設備的初始化是利用CreateFile函數實現的。該函數獲得串行設備句柄并
對其進行通信參數設置，包括設置輸出/接收緩沖區大小、超時控制和事件監視等。 
//串行設備句柄； 
HANDLE hComDev=0;  
//串口打開標志； 
BOOL bOpen=FALSE; 
//線程同步事件句柄； 
HANDLE hEvent=0;  
BOOL SetupSynCom() 
{  
　DCB dcb; 
　COMMTIMEOUTS timeouts; 
　//設備已打開 
　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; 
//設置超時控制 
SetCommTimeouts(hComDev,＆timeouts);  
　//設置接收緩沖區和輸出緩沖區的大小 
　SetupComm(hComDev,1024,512);  
//獲取缺省的DCB結構的值 
　GetCommState(hComDev,＆dcb);  
//設定波特率為9600 bps 
　dcb.BaudRate=CBR9600;  
//設定無奇偶校驗 
　dcb.fParity=NOPARITY;  
//設定數據位為8 
　dcb.ByteSize=8;  
　//設定一個停止位 
　dcb.StopBits=ONESTOPBIT;  
//監視串口的錯誤和接收到字符兩種事件 
　SetCommMask(hComDev,EVERR|EVRXCHAR);  
//設置串行設備控制參數 
　SetCommState(hComDev,＆dcb);  
//設備已打開 
　bOpen=TRUE;  
　//創建人工重設、未發信號的事件 
　hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE, 
“WatchEvent”); 
//創建一個事件監視線程來監視串口事件 
　AfxBeginThread(CommWatchProc,pParam);  
} 

在設置串口DCB結構的參數時，不必設置每一個值。首先讀出DCB缺省的參數設
置，然后只修改必要的參數，其他參數都取缺省值。由于對串口進行的是同步I/O操作
，所以除非指定進行監測的事件發生，否則WaitCommEvent函數不會返回。在串行設備
初始化的最后要建立一個單獨的監視線程來監視串口事件，以免掛起當前調用線程,其
中pParam可以是一個對事件進行處理的窗口類指針。 
如果要進行異步I/O操作，打開設備句柄時，CreateFile的第6個參數應增加FILEFLAG
OVERLAPPED 標志。 
數據發送 
        數據發送利用WriteFile函數實現。對于同步I/O操作，它的最后一個參數可為
NULL；而對異步I/O操作，它的最后一個參數必需是一個指向OVERLAPPED結構的指針，
通過OVERLAPPED結構來獲得當前的操作狀態。 
BOOL WriteComm(LPCVOID lpSndBuffer,DWORD  
dwBytesToWrite) 
{ //lpSndBuffer為發送數據緩沖區指針， 
dwBytesToWrite為將要發送的字節長度 
//設備已打開 
　BOOL bWriteState;  
//實際發送的字節數 
　DWORD dwBytesWritten;  
//設備未打開 
　if(!bOpen) return FALSE;  
　bWriteState=WriteFile(hComDev,lpSndBuffer, 
dwBytesToWrite,＆dwBytesWritten,NULL); 
　if(!bWriteState || dwBytesToWrite!=dwBytesWritten) 
//發送失敗 
　　return FALSE;  
　else 
//發送成功 
　　return TRUE;  
} 
數據接收 
    接收數據的任務由ReadFile函數完成。該函數從串口接收緩沖區中讀取數據，
讀取數據前，先用ClearCommError函數獲得接收緩沖區中的字節數。接收數據時，同步
和異步讀取的差別同發送數據是一樣的。 
DWORD ReadComm(LPVOID lpInBuffer,DWORD  
dwBytesToRead) 
{ //lpInBuffer為接收數據的緩沖區指針， dwBytesToRead為準備讀取的數據長度（字
節數） 
//串行設備狀態結構 
　COMSTAT ComStat;  
　DWORD dwBytesRead,dwErrorFlags;　 
//設備未打開 
　if(!bOpen) return 0; 
　//讀取串行設備的當前狀態 
　ClearCommError(hComDev,＆dwErrorFlags,＆ComStat);  
　//應該讀取的數據長度 
dwBytesRead=min(dwBytesToRead,ComStat.cbInQue);  
　if(dwBytesRead>0) 
　　//讀取數據 
　　if(!ReadFile(hComDev,lpInBuffer,dwBytesRead,＆dwBytesRead,NULL))  
　　 dwBytesRead=0; 
　return dwBytesRead; 
} 
事件監視線程 
    事件監視線程對串口事件進行監視，當監視的事件發生時，監視線程可將這個
事件發送(SendMessage)或登記(PostMessage)到對事件進行處理的窗口類（由pParam指
定）中。 
UINT CommWatchProc(LPVOID pParam) 
{ DWORD dwEventMask=0; //發生的事件； 
　while(bOpen) 
　{ //等待監視的事件發生 
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行處理 
　　if(dwEventMask ＆ EVERR)==EVERROR) 
　　　……//發生錯誤時的處理 
　} 
　SetEvent(hEvent);  
　//發信號，指示監視線程結束 
　return 0; 
} 

關閉串行設備 
    在整個應用程序結束或不再使用串行設備時，應將串行設備關閉，包括取消事
件監視，將設備打開標志bOpen置為FALSE以使事件監視線程結束，清除發送/接收緩沖
區和關閉設備句柄。 
void CloseSynComm() 
{  
if(!bOpen) return; 
//結束事件監視線程 
　bOpen=FALSE;  
　SetCommMask(hComDev,0);  
　//取消事件監視，此時監視線程中的WaitCommEvent將返回 
　WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE); 
　//等待監視線程結束 
　CloseHandle(hEvent); //關閉事件句柄 
　//停止發送和接收數據，并清除發送和接收緩沖區 
PurgeComm(hComDev,PURGETXABORT| 
PURGERXABORT|PURGETXCLEAR| 
PURGERXCLEAR); 
//關閉設備句柄 
　CloseHandle(hComDev);  
} 
小 結 
    以上給出了用Win32 API 設計串行通信的基本思路，對這個同步I/O操作的串
行通信程序稍加改造就可進行異步I/O操作。在實際應用中，我們可以將這些串行通信
函數和成員變量加到一個已有的CWnd類或其派生類中來實現串行通信，也可設計一個新
的串行通信類來包含這些成員函數和成員變量。總之，利用Win32 API可以設計出滿足
各種需要的串行通信程序。