深入Windows通信编程

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一、Windows通信机制

Windows与DOS编程的重要差别在于Windows程序是消息驱动和设备统一管理。体现在通信方面,DOS中的寄存器直接读写、BIOS调用和通信中断程序等编程方法都不能或不宜采用。Windows通过通信驱动程序COMM.DRV与硬件接口,向程序员提供了多达17个标准函数,功能强大,但也增加了理解和编程的难度。

Windows3.1通信函数主要有:

OpenComm

打开一通信设备

BuildCimmDCB将一设备定义字符串转变为DCB数据结构

EnableCommNotification使能或禁止传送WM_COMMNOTIFY消

息

SetCommState设置通信设备状态

SetCommEventMask设置通信事件掩码

ReadComm从通信设备读字符

WriteComm向通信设备写字符

FlushComm清除一发送或接收队列

GetCommEventMask返回通信事件掩码

GetCommState返回设备控制块(DCB)

GetCommError恢复通信设备状态

CloseComm关闭一通信设备

DCB数据结构、其它通信函数及各函数的具体用法请参见有关资料。

一般Windows通信编程应包括两部分:设备初始化及WM_COMMNOTIF

Y消息处理。

设备初始化典型流程如图1。

图1

WM_COMMNOTIFY消息处理典型流程如图2。

图2

对于大多数实际通信来说,可能只需要处理流程图中的一部分。

设备初始化及WM_COMMNOTIFY消息处理两部分密切相关。所有类型WM_COMMNOTIFY消息的传送都是因为在初始化函数中进行了相应的设置。

换言之,可以根据通信的实际情况有选择地设置,控制Windows向应用程序发送的WM_COMMNOTIFY消息的数量和类型,以期达到高效、可靠的通信。例如,对于固定长度消息型的通信可以在EnableCommNotification函数中设置cbWriteNotify和cbOutQueue参数为消息长度;对于以固定字符结尾的消息型通信可以在事件掩码中包括EV_RXFLAG,将DCB数据结构中的EvtChar变量置为结尾字符,然后调用SetCommState和SetCommEventMask函数;对于遵循V.25bis之类协议的通信,由于用到了大量信号线来作握手信号,则事件掩码中要包含EV_CTS、EV_DSR、EV_RSLD及EV_RING等;而对于文件传送型的通信,则宜将OpenComm函数中的cbInQue和cbOutQue变量、EnablecCommNotification中的cbWriteNotify和cbOutQueue变量设置为较大值,以加快文件传送速度。

二、Windows通信疑难探讨

现将笔者在实际编程中遇到的疑难和解决办法描述如下,希望对遇到类似问题的朋友有所启发。

1.怎样用Windows未提供的波特率通信?

Windows提供了由110bps至256000bps共十三种波特率,一般情况下已足够使用。但在某种特定情况下,例如通信对方使用150bps、又无法要求对方改变波特率时,Windows通信就比较困难了。

首先想到的解决方法是直接调用BIOS中断14H来设置波特率(DOS提供了150bps的波特率)。结果是Windows屏蔽了该中断,尝试失败。

最后的是采用"蒙混过关"的办法解决问题的:首先,以任一Windows支持的波特率(例如300bps)构造通信参数字符串,调用BuildCommDCB产生DCB数据结构;然后调用SetCommState设置通信参数;最后再调用自编函数直接修改串口通信寄存器的值。经实验,设置成功,且对Windows程序运行无任何不良影响。

2.接收数据为何"丢失"?

通过设置EnableCommNotification函数中的cbWriteNotify参数(在发送WM_COMMNOTIFY消息之前,通信设备驱动程序必须向应用程序出入队列中写入的字节数),可以使系统每收到固定个字符发出一WM_COMMNOTIFY消息,这对于固定长度消息型的通信是很方便的。但实际应用时有时会发生接收数据"丢失"现象,即收到WM_COMMNOTIFY消息后从接收队列读出cbNotify个数据时,发现只有前面部分数据正确。

经检查,"丢失"现象是由于接收数据超时引起的,当通信对方时钟频率较低时,规定时间内收不到cbWriteNotify指定的数据量,即所谓"超时",Windows照样向应用程序发送带CN_RECEIVE标志的WM_COMMNOTI

FY消息。然后,在应用程序输入队列数据读出之前,Windows不再发送该类消息。

解决的方法是减小cbWriteNotify的设定值直到不再发生"超时"现象。

发送数据时同样应正确设定cbOutQue值,以免产生"超时"现象。

如果将cbWriteNotify或cbOutQue设为-1,则Windows不传送带CN_RECEIVE或CN_TRANSMIT标志的WM_COMMNOTIFY消息。

3.怎样合理使用FlushComm与GetCommError函数?

FlushComm函数的功能是清除指定设备接收或发送队列。GetCommError函数的功能是返回指定设备最近错误码和当前状态,更重要的是"解锁"功能:当出现通信错误时,Windows会锁死通信端口直到调用GetCommError。

调用FlushComm的时机很重要,如果通信端口发生错误,不调用该函数就有可能会使接收队列包含不期望的数据;若随便调用该函数,也有可能造成尚未读入或发出的数据丢失。总之,调用该函数要做到"心中有数"。

为了合理调用FlushComm和GetCommError函数,建议在事件掩码中包含EV_ERR与EV_BREAK。

4.Windows多串口通信

Windows最多可支持四个串口的通信,但对于ISA总线的PC,由于其COM1与COM3、COM2与COM4分别共用IRQ3和IRQ4,所以只能同时使用两个串口。MCA、EISA总线系统没有此限制。

如果需要使用的端口不止四个,可以在PC护展槽中加插多用户卡,如美国的Comtrol、台湾的Moxa(摩莎)等,就可以支持几个到几十个串口,加上随卡提供的Windows驱动程序,就可以进行多串口通信。具体用法请参阅扩展卡说明书。

三、Windows通信实例

实例的通信环境为:本方COMPAQ 4/50微机,安装中文Windows3.2;对方为8031单片机。通信参数设置:波特率150bps,数据位8,停止位1,无校验。通信协议是:对方发FF,本方收到后回0F,对方收到0F后发一条十字节的消息,本方回0F,结束一次通信。

编程环境为中文Windows3

2、Borland C++3.1 OWL。

#include<windows.h>

#include<owl.h>

#include<window.h>

#include<string.h>

int COM=1;//串口号

unsigned char ReceiveBuff〔11〕;//接收数据缓存

_CLASSDEF(TCommApp)

class TCommApp: public Tapplication

{

public:

TCommApp(LPSTR AName, HINSTANCE hInstance, HINSTANCE

HPrevInstance, LPSTR 1p

CmdLine, int nCmdshow)

:TApplication(AName, hInstance, hPrevInstance, 1pCmd

Line, nCmdShow){};

virtual void InitMain Window();

};

_CLASSDEF(TCommWin)//主窗口类

class TComm Win: public TWindow

{

public:

TComm Win(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle):

TWindow(AParent, Atitle){}

int InitCom();

void SetBaud();//设置Windows不支持的波特率

virtual BOOL WMCommNotify(TMessage & Mg)=〔WM_FIRST+

WM_COMMNOTIFY〕;

virtual void Setup Window();

};

//该函数设置串口2的波特率为150bps,若用Windows提//供的波特率通信,则无须该函数

Void TCommWin::SetBaud()

{

asm cli;

asm mov dx,2fbh;

asm mov al,80h;

asm out dx,al;

asm mov dx,2f8h;

asm mov al,00h;

asm out dx,al;

asm mov dx,2f9h;

asm mov al,3;

asm out dx,al;

asm mov dx,2fbh;

asm mov al,03;

asm out dx,al;

asm mov dx,2fch;

asm mov al,0bh;

asm out dx,al;

asm mov dx,2f9h;

asm mov al,0fh;

asm out dx,al;

asm mov al,20h;

asm out 21h,al;

asm sti;

}

int TComm Win::InitCom()

{

char str〔20〕,s〔2〕;

int COMid,err;

DCB dcb;//设备控制块

UINT Mask=EV_BREAK|EV_ERR|EV_RXFLAG;//事件掩码

strcpy(str,"COM");

strcat(str,itoa(COM+1,s,10));

COMid=OpenComm(str,128,1);

if(COMid<0) return COMid;

strcat(str,":300,n,8,1");

err=BuildCommDCB(str,&dcb);

dcb.EvtChar=-1;//事件字符0xff

err=SetCommState(&dcb);

SetBaud();

if(err>0) return err;

FlushComm(COMid,1);

if(!EnableComunNotification(COMid,HWindow,10,-1))

return -1;

SetCommEventMask(COMid,Mask);

return COMid;

}

void TCommWin::SetupWindow()

{

TWindow::SetupWindow();

InitCom();

}

BOOL TCommWin::WMCommNotify(TMessage &Mg)

{

UINT flag=0;

int id;

COMSTAT stat;

unsigned char SendChar;

static unsigned char

*p=ReceiveBuff;

static num=0;

int ret;

id=Mg.WParam;

switch(Mg.LP.Lo)

{

case CN_EVENT://有事件掩码中定义的事件发生

flag=GetCommEventMask(id,EV_BREAK);

if(flag & EV_BREAK)

FlushComm(id,1);

flag=GetCommEventMask(id,EV_RXFLAG);

if(flag & EV_ERR)

FlushComm(id,1);

flag=GetCommEventMask(id,EV_RXFLAG);

if(flag & EV_RXFLAG)//收到了事件字符0xff

{

SendChar=0x0f;

WriteComm(id,& SendChar,1);//向对方回0x0f

}

break;

case CN_RECEIVE://接收到了规定个字符或超时

{

ret=ReadComm(id,p,1);

if(ret>0)

{

p++;

num++;

}

}while((ret>0)&(num<10));

if(num>=10)//接收完一条消息

{

num=0;

//此处处理接收到的消息

p=ReceiveBuff;

SendChar=0x0f;

WriteComm(id,& SendChar,1);//向对方回0x0f

FlushComm(id,1);

}break;

}

flag=GetCommError(id,&stat);//消除错误(若有)

return 1;

}

void TCommApp::InitMainWindow()

{

MainWindow=new TCommWin(NULL, "Windows通信示例");

}

int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevI

nstance,LPSTR 1pCmdLine,

int nCmdShow)

{

TCommApp CommApp("通信", hInstance,hPrevInstance,1pC

mdLine, nCmdShow);

CommApp.Run();

return CommApp.Status;

}