串口通信一般分为四大步:打开串口->配置串口->读写串口->关闭串口,还可以在串口上监听读写等事件。
1、打开和关闭串口
Windows中串口是作为文件来处理的,调用CreateFile()函数可以打开串口,函数执行成功返回串口句柄,出错返回INVALID_HANDLE_VALUE。
HANDLE WINAPI CreateFile( _In_ LPCTSTR lpFileName,//要打开或创建的文件名 _In_ DWORD dwDesiredAccess,//访问类型 _In_ DWORD dwShareMode,//共享方式 _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,//安全属性 _In_ DWORD dwCreationDisposition,//指定要打开的文件已存在或不存在的动作 _In_ DWORD dwFlagsAndAttributes,//文件属性和标志 _In_opt_ HANDLE hTemplateFile//一个指向模板文件的句柄 );
lpFileName:要打开或创建的文件名。
dwDesiredAccess:访问方式。0为设备查询访问方式;GENERIC_READ为读访问;GENERIC_WRITE为写访问;
dwShareMode:共享方式。0表示文件不能被共享,其它打开文件的操作都会失败;FILE_SHARE_READ表示允许其它读操作;FILE_SHARE_WRITE表示允许其它写操作;FILE_SHARE_DELETE表示允许其它删除操作。
lpSecurityAttributes:安全属性。一个指向SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针。
dwCreationDisposition:创建或打开文件时的动作。 OPEN_ALWAYS:打开文件,如果文件不存在则创建它;TRUNCATE_EXISTING 打开文件,且将文件清空(故需要GENERIC_WRITE权限),如果文件不存在则会失败;OPEN_EXISTING打开 文件,文件若不存在则会失败;CREATE_ALWAYS创建文件,如果文件已存在则清空;CREATE_NEW创建文件,如文件存在则会失败;
dwFlagsAndAttributes:文件标志属性。FILE_ATTRIBUTE_NORMAL常规属性; FILE_FLAG_OVERLAPPED异步I/O标志,如果不指定此标志则默认为同步IO;FILE_ATTRIBUTE_READONLY文件为只读; FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN文件为隐藏。
FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE所有文件句柄关闭后文件被删除;其它标志和属性参考MSDN。
hTemplateFile:一个文件的句柄,且该文件必须是以GENERIC_READ访问方式打开的。如果此参数不是NULL,则会使用hTemplateFile关联的文件的属性和标志来创建文件。如果是打开一个现有文件,则该参数被忽略。
使用CreateFile()打开串口时需要注意的是:lpFileName文件名直接写串口号名,如“COM1”,COM10及以上的串口名格式应为:"\\\\.\\COM10";dwShareMode共享方式应为0,即串口应为独占方式;dwCreationDisposition打开时的动作应为OPEN_EXISTING,即串口必须存在。
调用CloseHandle()函数来关闭串口,函数参数为串口句柄。
HANDLE m_hSwitCom2 m_hSwitCom2=CreateFile(strCom, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL); if(m_hSwitCom2==INVALID_HANDLE_VALUE) return FALSE; SetCommMask(m_hSwitCom2,EV_RXCHAR); //设置串口通信事件 SetupComm(m_hSwitCom2,30000,512); //用来设置串口的发送/接受缓冲区的大小,如果通信的速率较高,则应该设置较大的缓冲区 PurgeComm(m_hSwitCom2,PURGE_TXABORT|PURGE_RXABORT|PURGE_RXCLEAR|PURGE_TXCLEAR); //停止读写操作、清空读写缓冲区,//第一次读取串口数据、写串口数据之前、串口长时间未使用、串口出现错误等情况下,应先清空读或写缓冲区。
2、配置串口
①设置超时
在调用ReadFile()和WriteFile()读写串口的时候,如果没有指定异步操作的话,读写都会一直等待指定大小的数据,这时候我们可能想要设置一个读写的超时时间。调用SetCommTimeouts()可以设置串口读写超时时间,GetCommTimeouts()可以获得当前的超时设置,一般先利用GetCommTimeouts获得当前超时信息到一个COMMTIMEOUTS结构,然后对这个结构自定义,再调用SetCommTimeouts()进行设置。
BOOL GetCommTimeouts(
_In_ HANDLE hFile,
_Out_ LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts
);
BOOL SetCommTimeouts(
_In_ HANDLE hFile,
_In_ LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts
);
显示代码
COMMTIMEOUTS结构如下:
typedef struct _COMMTIMEOUTS { DWORD ReadIntervalTimeout; /* Maximum time between read chars. */ DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; /* Multiplier of characters. */ DWORD ReadTotalTimeoutConstant; /* Constant in milliseconds. */ DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; /* Multiplier of characters. */ DWORD WriteTotalTimeoutConstant; /* Constant in milliseconds. */ } COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;
ReadIntervalTimeout为读操作时两个字符间的间隔超时,如果两个字符之间的间隔超过本限制则读操作立即返回。
ReadTotalTimeoutMultiplier为读操作在读取每个字符时的超时。
ReadTotalTimeoutConstant为读操作的固定超时。
WriteTotalTimeoutMultiplier为写操作在写每个字符时的超时。
WriteTotalTimeoutConstant为写操作的固定超时。
以上各个成员设为0表示未设置对应超时。
超时设置有两种:间隔超时和总超时,间隔超时就是ReadIntervalTimeout,总超时= ReadTotalTimeoutConstant + ReadTotalTimeoutMultiplier*要读写的字符数。
可以看出:间隔超时和总超时的设置是不相关的,写操作只支持总超时,而读操作两种超时均支持。
比如:ReadTotalTimeoutMultiplier设为1000,其余成员为0,如果ReadFile()想要读取5个字符,则总的超时时间为1*5=5秒;
ReadTotalTimeoutConstant设为5000,其余为0,则总的超时时间为5秒;
ReadTotalTimeoutMultiplier设为1000并且ReadTotalTimeoutConstant设为5000,其余为0,如果ReadFile()想要读取5个字符,则总的超时间为1*5+5 =10秒。
如果将ReadIntervalTimeout设为MAXDWORD,ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant都为0,则读操作会一次读入缓冲区的内容后立即返回,不管是否读入了指定字符。
需要注意的是,用重叠方式读写串口时,SetCommTimeouts()仍然是起作用的,在这种情况下,超时规定的是I/O操作的完成时间,而不是ReadFile和WriteFile的返回时间。
②设置发送和接收缓冲区大小
SetupComm()函数用来设置串口的发送/接受缓冲区的大小,如果通信的速率较高,则应该设置较大的缓冲区。
BOOL WINAPI SetupComm( __in HANDLE hFile,//串口句柄 __in DWORD dwInQueue,//输入缓冲区大小 __in DWORD dwOutQueue//输出缓冲区大小 );
③设置串口的配置信息
函数GetCommState()和SetCommState()分别用来获得和设置串口的配置信息,如波特率、校验方式、数据位个数、停止位个数等。一般也是先调用GetCommState()获得串口配置信息到一个DCB结构中去,在对这个结构自定义后调用SetCommState()进行设置。
BOOL WINAPI GetCommState( __in HANDLE hFile,//串口句柄 __out LPDCB lpDCB//保存的串口配置信息 ); BOOL WINAPI SetCommState( __in HANDLE hFile,//串口句柄 __in LPDCB lpDCB//设置的串口配置信息 );
typedef struct _DCB { // dcb DWORD DCBlength; // sizeof(DCB) DWORD BaudRate; // current baud rate 指定当前的波特率 DWORD fBinary: 1; // binary mode, no EOF check 指定是否允许二进制模式,WINDOWS 95中必须为TRUE DWORD fParity: 1; // enable parity checking 指定奇偶校验是否允许 DWORD fOutxCtsFlow:1; // CTS output flow control 指定CTS是否用于检测发送控制.当为TRUE是CTS为OFF,发送将被挂起 DWORD fOutxDsrFlow:1; // DSR output flow control 指定DSR是否用于检测发送控制.当为TRUE是DSR为OFF,发送将被挂起 DWORD fDtrControl:2; // DTR flow control type DTR_CONTROL_DISABLE值将DTR置为OFF, DTR_CONTROL_ENABLE值将DTR置为ON, DTR_CONTROL_HANDSHAKE允许DTR"握手", DWORD fDsrSensitivity:1; // DSR sensitivity 当该值为TRUE时DSR为OFF时接收的字节被忽略 DWORD fTXContinueOnXoff:1; // XOFF continues Tx 指定当接收缓冲区已满,并且驱动程序已经发送出XoffChar字符时发送是否停止.TRUE时,在接收缓冲区接收到缓冲区已满的字节XoffLim且驱动程序已经发送出XoffChar字符中止接收字节之后,发送继续进行。FALSE时,在接收缓冲区接收到代表缓冲区已空的字节XonChar且驱动程序已经发送出恢复发送的XonChar之后,发送继续进行。 DWORD fOutX: 1; // XON/XOFF out flow control TRUE时,接收到XoffChar之后便停止发送.接收到XonChar之后将重新开始 DWORD fInX: 1; // XON/XOFF in flow control TRUE时,接收缓冲区接收到代表缓冲区满的XoffLim之后,XoffChar发送出去.接收缓冲区接收到代表缓冲区空的XonLim之后,XonChar发送出去 DWORD fErrorChar: 1; // enable error replacement 该值为TRUE且fParity为TRUE时,用ErrorChar 成员指定的字符代替奇偶校验错误的接收字符 DWORD fNull: 1; // enable null stripping TRUE时,接收时去掉空(0值)字节 DWORD fRtsControl:2; // RTS flow control RTS_CONTROL_DISABLE时,RTS置为OFF RTS_CONTROL_ENABLE时, RTS置为ON RTS_CONTROL_HANDSHAKE时,当接收缓冲区小于半满时RTS为ON 当接收缓冲区超过四分之三满时RTS为OFF RTS_CONTROL_TOGGLE时,当接收缓冲区仍有剩余字节时RTS为ON ,否则缺省为OFF DWORD fAbortOnError:1; // abort reads/writes on error TRUE时,有错误发生时中止读和写操作 DWORD fDummy2:17; // reserved 未使用 WORD wReserved; // not currently used 未使用,必须为0 WORD XonLim; // transmit XON threshold 指定在XON字符发送这前接收缓冲区中可允许的最小字节数 WORD XoffLim; // transmit XOFF threshold 指定在XOFF字符发送这前接收缓冲区中可允许的最小字节数 BYTE ByteSize; // number of bits/byte, 4-8 指定端口当前使用的数据位 BYTE Parity; // 0-4=no,odd,even,mark,space 指定端口当前使用的奇偶校验方法,可能为:EVENPARITY,MARKPARITY,NOPARITY,ODDPARITY BYTE StopBits; // 0,1,2 = 1, 1.5, 2 指定端口当前使用的停止位数,可能为:ONESTOPBIT,ONE5STOPBITS,TWOSTOPBITS char XonChar; // Tx and Rx XON character 指定用于发送和接收字符XON的值 char XoffChar; // Tx and Rx XOFF character 指定用于发送和接收字符XOFF值 char ErrorChar; // error replacement character 本字符用来代替接收到的奇偶校验发生错误时的值 char EofChar; // end of input character 当没有使用二进制模式时,本字符可用来指示数据的结束 char EvtChar; // received event character 当接收到此字符时,会产生一个事件 WORD wReserved1; // reserved; do not use 未使用 } DCB;
DCB结构中几个比较重要的成员有:BaudRate(波特率)、fParity(指定奇偶校验使能)、Parity(校验方式)、ByteSize(数据位个数)、StopBits(停止位个数)。
BaudRate波特率常用的有CBR_9600、CBR_14400、CBR_19200、CBR_38400、CBR_56000、CBR_57600、CBR_115200、 CBR_128000、 CBR_256000。
fParity指定奇偶校验使能,若此成员为1,允许奇偶校验。
Parity校验方式可以为0~4,对应宏为NOPARITY、ODDPARITY、EVENPARITY、MARKPARITY、SPACEPARITY,分别表示无校验、奇校验、偶校验、校验置位(标记校验)、校验清零。
ByteSize数据位个数可以为5~8位。
StopBits停止位可以为0~2,对应宏为ONESTOPBIT、ONE5STOPBITS、TWOSTOPBITS,分别表示1位停止位、1.5位停止位、2位停止位。
3、读写串口
①清空缓冲
PurgeComm()函数用来停止读写操作、清空读写缓冲区,第一次读取串口数据、写串口数据之前、串口长时间未使用、串口出现错误等情况下,应先清空读或写缓冲区。
//BOOL PurgeComm(HANDLE hFile, DWORD dwFlags );
第二个参数dwFlags指定串口执行的动作,可以是以下值的组合:
-PURGE_TXABORT:停止目前所有的传输工作立即返回不管是否完成传输动作。
-PURGE_RXABORT:停止目前所有的读取工作立即返回不管是否完成读取动作。
-PURGE_TXCLEAR:清除发送缓冲区的所有数据。
-PURGE_RXCLEAR:清除接收缓冲区的所有数据。
如清除串口的所有操作和缓冲:PurgeComm(hComm, PURGE_RXCLEAR|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXABORT|PURGE_TXABORT);
②清除错误
ClearCommError()用来清除通信中的错误及获得当前通信状态。在读写操作之前,可以调用ClearCommError来清除错误和获得缓冲区内数据大小
BOOL WINAPI ClearCommError( _In_ HANDLE hFile,//串口句柄 _Out_opt_ LPDWORD lpErrors,//返回的错误码 _Out_opt_ LPCOMSTAT lpStat//返回的通讯状态 );
lpErrors用来保存错误码,具体对应的什么错误为:
1-CE_BREAK:检测到中断信号。意思是说检测到某个字节数据缺少合法的停止位。
2-CE_FRAME:硬件检测到帧错误。
3-CE_IOE:通信设备发生输入/输出错误。
4-CE_MODE:设置模式错误,或是hFile值错误。
5-CE_OVERRUN:溢出错误,缓冲区容量不足,数据将丢失。
6-CE_RXOVER:溢出错误。
7-CE_RXPARITY:硬件检查到校验位错误。
8-CE_TXFULL:发送缓冲区已满。
lpStat为指向_COMSTAT结构的指针,保存通讯状态。一般我们只关心这个结构中的两个成员:cbInQue、cbOutQue,分别表示输入缓冲区中的字节数、输出缓冲区中的字节数。
③读写串口数据
调用WriteFile()向串口中写数据,
ReadFile()从串口读数据,函数执行成功返回TRUE,失败返回FALSE。
需要注意的有两点:
如果想要异步读写操作,则lpOverlappen参数不能为NULL,而且在CreateFile()打开文件时应指定FILE_FLAG_OVERLAPPEN标记。在异步读写操作的时候,ReadFile()和WriteFile()返回FALSE时应调用GetLastError函数分析返回的结果,如果是ERROR_IO_PENDING,这说明异步I/O操作正在进行。
在用ReadFile()读文件时,如果想要读取的数据大小比文件内容大,则只会读取文件大小的数据。而读串口时,如果想要读取的数据比缓冲区中数据大,则ReadFile()会阻塞,直到数据到达或者超时。
函数WriteFileEx()与ReadFileEx()只能用于异步读写操作,而且可以设置一个读写完成后自动调用的回调函数,函数执行成功返回TRUE,表示异步I/O操作开始,出错返回FALSE。
BOOL WINAPI ReadFile( _In_ HANDLE hFile,//文件句柄 _Out_ LPVOID lpBuffer,//指向一个缓冲区,保存读取的数据 _In_ DWORD nNumberOfBytesToRead,//要读取数据的字节数,如果实际读取的字节数小于这个数的话函数会一直等待直到超时 _Out_opt_ LPDWORD lpNumberOfBytesRead,//实际读取的字节数 _Inout_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped//指向一个OVERLAPPED结构,用于异步操作 ); BOOL WINAPI WriteFile( _In_ HANDLE hFile,//文件句柄 _In_ LPCVOID lpBuffer,//指向一个缓冲区,包含要写入的数据 _In_ DWORD nNumberOfBytesToWrite,//要写入数据的字节数 _Out_opt_ LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,//实际写入的字节数 _Inout_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped//指向一个OVERLAPPEN结构体,用于异步操作 );
下面为两个读写文件的示例:
#include "stdafx.h" #include "windows.h" int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { HANDLE hFile; hFile = CreateFile(_T("test.txt"), // name of the write GENERIC_WRITE, // open for writing 0, // do not share NULL, // default security OPEN_ALWAYS, // create new file if it not exist FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // normal file NULL); // no attr. template if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) { printf("CreateFile() error:%d", GetLastError()); return -1; } BOOL bErrorFlag = FALSE; char DataBuffer[] = "This is some test data to write to the file."; DWORD dwBytesToWrite = (DWORD)strlen(DataBuffer); DWORD dwBytesWritten = 0; bErrorFlag = WriteFile( hFile, // open file handle DataBuffer, // start of data to write dwBytesToWrite, // number of bytes to write &dwBytesWritten, // number of bytes that were written NULL); // no overlapped structure if (FALSE == bErrorFlag) { printf("Terminal failure: Unable to write to file.\n"); } else { if (dwBytesWritten != dwBytesToWrite) { printf("Error: dwBytesWritten != dwBytesToWrite\n"); } else { printf("Wrote %d bytes to test.txt successfully.\n", dwBytesWritten); } } CloseHandle(hFile); return 0; }
#include "stdafx.h" #include "windows.h" int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { HANDLE hFile; hFile = CreateFile(_T("test.txt"), // name of the write GENERIC_READ, // open for writing 0, // do not share NULL, // default security OPEN_ALWAYS, // create new file if it not exist FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // normal file NULL); // no attr. template if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) { printf("CreateFile() error:%d", GetLastError()); return -1; } DWORD dwFileSize; dwFileSize = GetFileSize(hFile, NULL); char *pReadBuf = new char[dwFileSize+1]; memset(pReadBuf, 0, dwFileSize+1); DWORD dwSizeReaded = 0; BOOL bErrorFlag = FALSE; bErrorFlag = ReadFile(hFile, pReadBuf, dwFileSize, &dwSizeReaded, NULL); if (FALSE == bErrorFlag) { printf("Terminal failure: Unable to read file.\n"); } else { if(dwSizeReaded != dwFileSize) { printf("Error: dwSizeReaded != dwFileSize\n"); } else { printf("read %d bytes from test.txt:%s\n", dwSizeReaded, pReadBuf); } } delete[] pReadBuf; CloseHandle(hFile); return 0; } 显示代码
下面是一个打开串口进行读取操作的示例:
//打开串口 HANDLE g_hCom = CreateFile(_T("COM7"), GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, 0); if (g_hCom == INVALID_HANDLE_VALUE) { int a = GetLastError(); CString str; str.Format(_T("%d"), a); AfxMessageBox(str); return false; } //设置读超时 COMMTIMEOUTS timeouts; GetCommTimeouts(g_hCom, &timeouts); timeouts.ReadIntervalTimeout = 0; timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0; timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 1000; timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0; timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 0; SetCommTimeouts(g_hCom, &timeouts); //设置串口配置信息 DCB dcb; if (!GetCommState(g_hCom, &dcb)) { AfxMessageBox(_T("GetCommState() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } int nBaud = 9600; dcb.DCBlength = sizeof(DCB); dcb.BaudRate = nBaud;//波特率为9600 dcb.Parity = 0;//校验方式为无校验 dcb.ByteSize = 8;//数据位为8位 dcb.StopBits = ONESTOPBIT;//停止位为1位 if (!SetCommState(g_hCom, &dcb)) { AfxMessageBox(_T("SetCommState() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //设置读写缓冲区大小 static const int g_nZhenMax = 32768; if (!SetupComm(g_hCom, g_nZhenMax, g_nZhenMax)) { AfxMessageBox(_T("SetupComm() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //清空缓冲 PurgeComm(g_hCom, PURGE_RXCLEAR|PURGE_TXCLEAR); //清除错误 DWORD dwError; COMSTAT cs; if (!ClearCommError(g_hCom, &dwError, &cs)) { AfxMessageBox(_T("ClearCommError() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //读取串口数据 char buf[101]; memset(buf, 0, 101); DWORD nLenOut = 0; if(ReadFile(g_hCom, buf, 100, &nLenOut, NULL)) { if(nLenOut)//成功 { CString str(buf); MessageBox(str); } else//超时 { MessageBox(_T("time out")); } } else { //失败 MessageBox(_T("read() error!")); } //关闭串口 CloseHandle(g_hCom);
4、监听串口事件和异步读写串口
在串口编程中,可以先设置好串口所关注的事件,然后启动一个辅助线程来监听该事件是否已经发生,如果没有发生的话该线程就一直等待,当事件发生后,如读缓冲区中收到数据,该线程可以向主线程窗体发送对应事件消息提示进行读串口处理,或者在辅助线程中直接进行异步读写串口处理。SetCommMask()函数用来设置串口监听事件,GetCommMask()函数获得通信设备上的事件掩码。
BOOL SetCommMask(HANDLE hFile, DWORD dwEvtMask);
参数hFile为串口句柄,dwEvtMask为要监视的串口事件掩码,可以有以下位值:
EV_RXCHAR:输入缓冲区中收到数据
EV_TXEMPTY:输出缓冲区中的数据已被完全送出
EV_RXFLAG:使用SetCommState()函数设置的DCB结构中的事件字符已被传入输入缓冲区中
。。。。。。
串口事件设置好以后可以使用WaitCommEvent()来判断事件是否已经发生。
BOOL WINAPI WaitCommEvent(
_In_ HANDLE hFile,
_Out_ LPDWORD lpEvtMask,
_In_ LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
-hFile:串口句柄
-lpEvtMask:检测到串口通信事件的话就将其写入该参数中。
-lpOverlapped:指向一个重叠结构,如果串口打开时指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED标志 ,则改参数不能为NULL,且重叠结构中 应该包含一个人工重置对象句柄(通过CreateEvent()创建)。
如果不是异步读写的话,WaitCommEvent()会一直等待事件的发生,如果异步读写没有立即完成的话函数会直接返回FALSE,调用GetLastError()会返回ERROR_IO_PENDING。
目前发现了一个BUG:如果CloseHandle()关闭串口的时候,WaitCommEvent()还在等待事件,那么程序就会出现卡死现象,而且在同步读写下很容易发生这种情况。 MSDN上说如果是重叠操作的话再次调用SetCommMask()改变事件掩码将会使WaitCommEvent()立即返回,但我试了下在同步读写情况下这种方法不管用,不知道重叠操作的情况是否真的管用!
5、异步读写串口
重叠模型是异步I/O方式中一种,所以可以使用重叠操作来实现异步读写串口。前面说过,如果重叠操作不能立即完成,则WaitCommEvent()返回FALSE,GetLastError()会返回ERROR_IO_PENDING,表示操作正在后台进行,在WaitCommEvent返回之前,参数重叠结构中的hEvent成员会被设置为无信号状态,如果当事件发生或错误发生时,其被设置为有信号状态,应用程序可以调用wait functions(WaitForSingleObject、WaitForSingleObjectEx等)来判断事件对象的状态,而WaitCommEvent()的参数lpEvtMask会保存具体发生的事件。
有两种方法可以等待或者判断重叠操作是否完成,一种是使用WaitForSingleObject()来等待读写函数中OVERLAPPED类型的参数的hEvent成员:当调用ReadFile, WriteFile 函数的时候,该成员会自动被置为无信号状态;当重叠操作完成后,该成员变量会自动被置为有信号状态。
另一种方法是调用GetOverlappedResult()获得重叠操作的状态,来判断重叠操作是否完成,函数原型:
BOOL WINAPI GetOverlappedResult( _In_ HANDLE hFile,//文件句柄 _In_ LPOVERLAPPED lpOverlapped,//指向欲检查的重叠结构 _Out_ LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,//返回重叠操作(读或写)的字节数 _In_ BOOL bWait );
如果参数bWait为TRUE则函数会一直等待直到重叠结构中的hEvent变成有信号,即一直等到重叠操作完成;FALSE为如果检测到pending状态则立即返回,此时函数返回FALSE,GetLastError()返回值为ERROR_IO_INCOMPLETE。
下面为一个异步读写串口的示例:
/******************主线程*********************/ //以重叠方式打开串口 g_hCom = CreateFile(_T("COM7"), GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_OVERLAPPED, 0); if (g_hCom == INVALID_HANDLE_VALUE) { int a = GetLastError(); CString str; str.Format(_T("%d"), a); AfxMessageBox(str); return false; } //设置读超时 COMMTIMEOUTS timeouts; GetCommTimeouts(g_hCom, &timeouts); timeouts.ReadIntervalTimeout = 0; timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0; timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 60000; timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0; timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 0; SetCommTimeouts(g_hCom, &timeouts); //设置读写缓冲区大小 static const int g_nZhenMax = 32768; if (!SetupComm(g_hCom, g_nZhenMax, g_nZhenMax)) { AfxMessageBox(_T("SetupComm() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //设置串口配置信息 DCB dcb; if (!GetCommState(g_hCom, &dcb)) { AfxMessageBox(_T("GetCommState() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } int nBaud = 115200; dcb.DCBlength = sizeof(DCB); dcb.BaudRate = nBaud;//波特率为115200 dcb.Parity = 0;//校验方式为无校验 dcb.ByteSize = 8;//数据位为8位 dcb.StopBits = ONESTOPBIT;//停止位为1位 if (!SetCommState(g_hCom, &dcb)) { AfxMessageBox(_T("SetCommState() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //清空缓冲 PurgeComm(g_hCom, PURGE_RXCLEAR|PURGE_TXCLEAR); //清除错误 DWORD dwError; COMSTAT cs; if (!ClearCommError(g_hCom, &dwError, &cs)) { AfxMessageBox(_T("ClearCommError() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //设置串口监听事件 SetCommMask(g_hCom, EV_RXCHAR); HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadSendMsg, NULL, 0, NULL); CloseHandle(hThread1); /******************辅助线程********************/ DWORD WINAPI ThreadSendMsg(LPVOID lpParameter) { while(1) { OVERLAPPED osWait; memset(&osWait,0,sizeof(OVERLAPPED)); osWait.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL); DWORD dwEvtMask; if (WaitCommEvent(g_hCom, &dwEvtMask, &osWait)) { if (dwEvtMask & EV_RXCHAR) { DWORD dwError; COMSTAT cs; if (!ClearCommError(g_hCom, &dwError, &cs)) { AfxMessageBox(_T("ClearCommError() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } char buf[101] = {0}; DWORD nLenOut = 0; DWORD dwTrans; OVERLAPPED osRead; memset(&osRead,0,sizeof(OVERLAPPED)); osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL); BOOL bReadStatus = ReadFile(g_hCom, buf, cs.cbInQue, &nLenOut,&osRead); if(!bReadStatus) { if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)//重叠操作正在进行 { //GetOverlappedResult(g_hCom,&osRead2,&dwTrans,true);判断重叠操作是否完成 //To do } } else//操作已完成 { //To do } } } else { if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING) { WaitForSingleObject(osWait.hEvent, INFINITE); if (dwEvtMask & EV_RXCHAR) { DWORD dwError; COMSTAT cs; if (!ClearCommError(g_hCom, &dwError, &cs)) { AfxMessageBox(_T("ClearCommError() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } char buf[101] = {0}; DWORD nLenOut = 0; DWORD dwTrans; OVERLAPPED osRead; memset(&osRead,0,sizeof(OVERLAPPED)); osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL); BOOL bReadStatus = ReadFile(g_hCom, buf, cs.cbInQue, &nLenOut,&osRead); if(!bReadStatus) { if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)//重叠操作正在进行 { //GetOverlappedResult(g_hCom,&osRead2,&dwTrans,true);判断重叠操作是否完成 //To do } } else//操作已完成 { //To do } } } } } return 1; }
在异步编程中我发现在读事件发生后,利用ClearCommError()获得的缓冲区内数据大小有时会比对方WriteFile()指定发送的数据大小小,我猜是因为这个时候数据还没有全部发送到缓冲区内,这点需要注意。
ClearCommError()函数原型
清除串行端口错误或读取串行端口现在的状态时,可用函数ClearCommError。Windows系统利用此函数清除硬件的通讯错误以及获取通讯设备的当前状态
BOOL ClearCommError( HANDLE hFile, //通信设备的句柄 LPDWORD lpErrors,//接收错误代码变量的指针 LPCOMSTAT lpStat //通信状态缓冲区的指针 );
ClearCommError()函数参数说明:
- hFile:串行端冂的Handle值,此值即为使用CreateFile函数后所返回的值。
- lpError:返回错误数值,错误常数如下:
CE_BREAK:检测到中断信号。
CE_DNS:Windows95专用,未被选择的并行端口。
CE_FRAME:硬件检到框架错误
CE_IOE:通信设备发生输入/输出綹误,
CE_MODE:设置模式错误,或是hFile值错误。
CE_OOP:Wmdows95专用,并行端口发生缺纸错误。CE_OVERRUN:缓冲区容量不足,数据将遗失。
CE_PTO:Windows95专用,并行端口发生超时错误。
CE_RXOVER:接收区满溢或在文件结尾被接收到后仍有数据发送过来。
CE_RXPARITY:硬件检测到校验位检查错误。
CE_TXFULL:发送缓存区已满后,应用程序仍要发送数据。 - lpStat:指向通信端口状态的结构变量。此结构的原始声明如下:
-
typedef struct _COMSTAT { //cst DWORD fCtsHold : 1; //Tx正在等待CTS信号 DWORD fDsrHold : 1; //Tx正在等待DSR信号 DWORD fRlsdHold : 1; //Tx正在等待RLSD信号 DWORD fXoffHold : 1; //Tx由于接收XOFF字符而在等待 DWORD fXoffSent : 1; //Tx由于发送XOFF字符而在等待 DWORD fEof : 1; //发送EOF字符 DWORD fTxim : 1; //字符在等待Tx DWORD fReserved : 25; //保留 DWORD cbInQue; //输入缓冲区中的字节数 DWORD cbOutQue; //输出缓冲区中的字节数 } COMSTAT, *LPCOMSTAT;
此结构屮有关参数说明如下:
fCtsHold:是否正在等待CTS信号。占一个位的位置。
fDsrHold:是否正在等待DSR信号。占一个位的位置。
fRlsdHoId:是否正在等待RLSD信号。占一个位的位置。
fXoftHoId:是否因收到xoff字符而在等待。占一个位的位置。
fXoffHold:是否因送出xoff字符而使得发送的动作在等待。占一个位置
cbInQue:在输入缓冲区尚未被ReadFile函数读取的数据字节数。这个参数经常被用来进行状态检查。
cbOutQue:在发送缓冲区而尚未被发送的据字节数。