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串行通信的基本原理及用MFC实现串口通信

王朝other·作者佚名 2008-05-19

在Windows应用程序的开发中，我们常常需要面临与外围数据源设备通信的问题。计算机和单片机（如MCS-51）都具有串行通信口，可以设计相应的串口通信程序，完成二者之间的数据通信任务。

实际工作中利用串口完成通信任务的时候非常之多。已有一些文章介绍串口编程的文章在计算机杂志上发表。但总的感觉说来不太全面，特别是介绍32位下编程的更少，且很不详细。笔者在实际工作中积累了较多经验,结合硬件、软件，重点提及比较新的技术，及需要注意的要点作一番探讨。希望对各位需要编写串口通信程序的朋友有一些帮助。

一．串行通信的基本原理

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

在Windows环境（Windows NT、Win98、Windows2000）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（关闭串口）。

二．串口信号线的接法

一个完整的RS-232C接口有22根线，采用标准的25芯插头座（或者9芯插头座）。25芯和9芯的主要信号线相同。以下的介绍是以25芯的RS-232C为例。

①主要信号线定义：

2脚：发送数据TXD； 3脚：接收数据RXD； 4脚：请求发送RTS； 5脚：清除发送CTS；

6脚：数据设备就绪DSR；20脚：数据终端就绪DTR； 8脚：数据载波检测DCD；

1脚：保护地；

7脚：信号地。

②电气特性：

数据传输速率最大可到20K bps,最大距离仅15m.

注：看了微软的MSDN 6.0，其Windows API中关于串行通讯设备（不一定都是串口RS-232C或RS-422或RS-449）速率的设置，最大可支持到RS_256000，即256K bps! 也不知道到底是什么串行通讯设备？但不管怎样，一般主机和单片机的串口通讯大多都在9600 bps,可以满足通讯需求。

③接口的典型应用：

大多数计算机应用系统与智能单元之间只需使用3到5根信号线即可工作。这时，除了TXD、RXD以外，还需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信号线。（当然，在程序中也需要对相应的信号线进行设置。）

以上接法，在设计程序时，直接进行数据的接收和发送就可以了，不需要

对信号线的状态进行判断或设置。（如果应用的场合需要使用握手信号等，需要对相应的信号线的状态进行监测或设置。）

三．16位串口应用程序的简单回顾

16位串口应用程序中，使用的16位的Windows API通信函数:

① OpenComm() 打开串口资源，并指定输入、输出缓冲区的大小（以字节计）；

CloseComm() 关闭串口;

例：int idComDev;

idComDev = OpenComm("COM1", 1024, 128);

CloseComm(idComDev);

② BuildCommDCB() 、setCommState()填写设备控制块DCB，然后对已打开的串口进行参数配置;

例：DCB dcb;

BuildCommDCB("COM1:2400,n,8,1", &dcb);

SetCommState(&dcb);

③ ReadComm 、WriteComm()对串口进行读写操作，即数据的接收和发送.

例：char *m_pRecieve; int count;

ReadComm(idComDev,m_pRecieve,count);

Char wr[30]; int count2;

WriteComm(idComDev,wr,count2);

16位下的串口通信程序最大的特点就在于：串口等外部设备的操作有自己特有的API函数；而32位程序则把串口操作（以及并口等）和文件操作统一起来了，使用类似的操作。

四．在MFC下的32位串口应用程序

32位下串口通信程序可以用两种方法实现：利用ActiveX控件；使用API 通信函数。

使用ActiveX控件，程序实现非常简单，结构清晰，缺点是欠灵活；使用API 通信函数的优缺点则基本上相反。

以下介绍的都是在单文档（SDI）应用程序中加入串口通信能力的程序。

㈠使用ActiveX控件：

VC++ 6.0提供的MSComm控件通过串行端口发送和接收数据，为应用程序提供串行通信功能。使用非常方便，但可惜的是，很少有介绍MSComm控件的资料。

⑴．在当前的Workspace中插入MSComm控件。

Project菜单------Add to Project----Components and Controls-----Registered

ActiveX Controls---选择Components: Microsoft Communications Control,

version 6.0 插入到当前的Workspace中。

结果添加了类CMSComm(及相应文件：mscomm.h和mscomm.cpp )。

⑵．在MainFrm.h中加入MSComm控件。

protected:

CMSComm m_ComPort;

在Mainfrm.cpp::OnCreare()中：

DWORD style=WS_VISIBLE|WS_CHILD;

if (!m_ComPort.Create(NULL,style,CRect(0,0,0,0),this,ID_COMMCTRL)){

TRACE0("Failed to create OLE Communications Control ");

return -1;

// fail to create

}

⑶.初始化串口

m_ComPort.SetCommPort(1);

//选择COM?

m_ComPort. SetInBufferSize(1024); //设置输入缓冲区的大小，Bytes

m_ComPort. SetOutBufferSize(512); //设置输入缓冲区的大小，Bytes//

if(!m_ComPort.GetPortOpen()) //打开串口

m_ComPort.SetPortOpen(TRUE);

m_ComPort.SetInputMode(1); //设置输入方式为二进制方式

m_ComPort.SetSettings("9600,n,8,1"); //设置波特率等参数

m_ComPort.SetRThreshold(1); //为1表示有一个字符引发一个事件

m_ComPort.SetInputLen(0);

⑷．捕捉串口事项。MSComm控件可以采用轮询或事件驱动的方法从端口获取数据。我们介绍比较使用的事件驱动方法：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讯事件。

在MainFrm.h中：

protected:

afx_msg void OnCommMscomm();

DECLARE_EVENTSINK_MAP()

在MainFrm.cpp中：

BEGIN_EVENTSINK_MAP(CMainFrame,CFrameWnd )

ON_EVENT(CMainFrame,ID_COMMCTRL,1,OnCommMscomm,VTS_NONE)

//映射ActiveX控件事件

END_EVENTSINK_MAP()

⑸．串口读写. 完成读写的函数的确很简单，GetInput()和SetOutput()就可。两个函数的原型是：

VARIANT GetInput()；及 void SetOutput(const VARIANT& newValue);都要使用VARIANT类型（所有Idispatch::Invoke的参数和返回值在内部都是作为VARIANT对象处理的）。

无论是在PC机读取上传数据时还是在PC机发送下行命令时，我们都习惯于使用字符串的形式（也可以说是数组形式）。查阅VARIANT文档知道，可以用BSTR表示字符串，但遗憾的是所有的BSTR都是包含宽字符，即使我们没有定义_UNICODE_UNICODE也是这样！ WinNT支持宽字符, 而Win95并不支持。为解决上述问题，我们在实际工作中使用CbyteArray，给出相应的部分程序如下：

void CMainFrame::OnCommMscomm(){

VARIANT vResponse;

int k;

if(m_commCtrl.GetCommEvent()==2) {

k=m_commCtrl.GetInBufferCount(); //接收到的字符数目

if(k0) {

vResponse=m_commCtrl.GetInput(); //read

SaveData(k,(unsigned char*) vResponse.parray-pvData);

} // 接收到字符，MSComm控件发送事件 }

。。。。。 // 处理其他MSComm控件

}

void CMainFrame::OnCommSend() {