串口通信一般分為四大步：打開串口->配置串口->讀寫串口->關閉串口，還可以在串口上監聽讀寫等事件。
1、打開和關閉串口
Windows中串口是作為文件來處理的，調用CreateFile()函數可以打開串口，函數執行成功返回串口句柄，出錯返回INVALID_HANDLE_VALUE。
HANDLE WINAPI CreateFile( _In_ LPCTSTR lpFileName,//要打開或創建的文件名 _In_ DWORD dwDesiredAccess,//訪問類型 _In_ DWORD dwShareMode,//共享方式 _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,//安全屬性 _In_ DWORD dwCreationDisposition,//指定要打開的文件已存在或不存在的動作 _In_ DWORD dwFlagsAndAttributes,//文件屬性和標志 _In_opt_ HANDLE hTemplateFile//一個指向模板文件的句柄 );
lpFileName：要打開或創建的文件名。
dwDesiredAccess：訪問方式。0為設備查詢訪問方式；GENERIC_READ為讀訪問；GENERIC_WRITE為寫訪問；
dwShareMode：共享方式。0表示文件不能被共享，其它打開文件的操作都會失敗；FILE_SHARE_READ表示允許其它讀操作；FILE_SHARE_WRITE表示允許其它寫操作；FILE_SHARE_DELETE表示允許其它刪除操作。
lpSecurityAttributes：安全屬性。一個指向SECURITY_ATTRIBUTES結構的指針。
dwCreationDisposition：創建或打開文件時的動作。 OPEN_ALWAYS：打開文件，如果文件不存在則創建它；TRUNCATE_EXISTING 打開文件，且將文件清空（故需要GENERIC_WRITE權限），如果文件不存在則會失敗；OPEN_EXISTING打開 文件，文件若不存在則會失敗；CREATE_ALWAYS創建文件，如果文件已存在則清空；CREATE_NEW創建文件，如文件存在則會失敗；
dwFlagsAndAttributes：文件標志屬性。FILE_ATTRIBUTE_NORMAL常規屬性; FILE_FLAG_OVERLAPPED異步I/O標志，如果不指定此標志則默認為同步IO；FILE_ATTRIBUTE_READONLY文件為只讀; FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN文件為隱藏。FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE所有文件句柄關閉后文件被刪除；其它標志和屬性參考MSDN。
hTemplateFile：一個文件的句柄，且該文件必須是以GENERIC_READ訪問方式打開的。如果此參數不是NULL，則會使用hTemplateFile關聯的文件的屬性和標志來創建文件。如果是打開一個現有文件，則該參數被忽略。
使用CreateFile()打開串口時需要注意的是：lpFileName文件名直接寫串口號名，如“COM1”，COM10及以上的串口名格式應為："\\\\.\\COM10"；dwShareMode共享方式應為0，即串口應為獨占方式；dwCreationDisposition打開時的動作應為OPEN_EXISTING，即串口必須存在。
調用CloseHandle()函數來關閉串口，函數參數為串口句柄。
BOOL WINAPI CloseHandle(HANDLE hObject);
2、配置串口
設置超時
在調用ReadFile()和WriteFile()讀寫串口的時候，如果沒有指定異步操作的話，讀寫都會一直等待指定大小的數據，這時候我們可能想要設置一個讀寫的超時時間。調用SetCommTimeouts()可以設置串口讀寫超時時間，GetCommTimeouts()可以獲得當前的超時設置，一般先利用GetCommTimeouts獲得當前超時信息到一個COMMTIMEOUTS結構，然后對這個結構自定義，再調用SetCommTimeouts()進行設置。
BOOL GetCommTimeouts(
_In_ HANDLE hFile,
_Out_ LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts
);
BOOL SetCommTimeouts(
_In_ HANDLE hFile,
_In_ LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts
);
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為讀操作時兩個字符間的間隔超時，如果兩個字符之間的間隔超過本限制則讀操作立即返回。
ReadTotalTimeoutMultiplier為讀操作在讀取每個字符時的超時。
ReadTotalTimeoutConstant為讀操作的固定超時。
WriteTotalTimeoutMultiplier為寫操作在寫每個字符時的超時。
WriteTotalTimeoutConstant為寫操作的固定超時。
以上各個成員設為0表示未設置對應超時。
超時設置有兩種：間隔超時和總超時，間隔超時就是ReadIntervalTimeout，總超時= ReadTotalTimeoutConstant + ReadTotalTimeoutMultiplier*要讀寫的字符數。
可以看出：間隔超時和總超時的設置是不相關的，寫操作只支持總超時，而讀操作兩種超時均支持。
比如：
ReadTotalTimeoutMultiplier設為1000，其余成員為0，如果ReadFile()想要讀取5個字符，則總的超時時間為1*5=5秒；
ReadTotalTimeoutConstant設為5000，其余為0，則總的超時時間為5秒；
ReadTotalTimeoutMultiplier設為1000並且ReadTotalTimeoutConstant設為5000，其余為0，如果ReadFile()想要讀取5個字符，則總的超時間為1*5+5 =10秒。
ReadIntervalTimeout設為MAXDWORD，ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant都為0，則讀操作會一次讀入緩沖區的內容后立即返回，不管是否讀入了指定字符。
需要注意的是，用重疊方式讀寫串口時，SetCommTimeouts()仍然是起作用的，在這種情況下，超時規定的是I/O操作的完成時間，而不是ReadFile和WriteFile的返回時間。
設置發送和接收緩沖區大小
SetupComm()函數用來設置串口的發送/接受緩沖區的大小，如果通信的速率較高，則應該設置較大的緩沖區。
BOOL WINAPI SetupComm( __in HANDLE hFile,//串口句柄 __in DWORD dwInQueue,//輸入緩沖區大小 __in DWORD dwOutQueue//輸出緩沖區大小 );
設置串口的配置信息
函數GetCommState()和SetCommState()分別用來獲得和設置串口的配置信息，如波特率、校驗方式、數據位個數、停止位個數等。一般也是先調用GetCommState()獲得串口配置信息到一個DCB結構中去，在對這個結構自定義后調用SetCommState()進行設置。
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//設置的串口配置信息 );
DCB結構中幾個比較重要的成員有：BaudRate(波特率)、fParity(指定奇偶校驗使能)、Parity(校驗方式)、ByteSize(數據位個數)、StopBits(停止位個數)。
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指定奇偶校驗使能，若此成員為1，允許奇偶校驗。
Parity校驗方式可以為0~4，對應宏為NOPARITY、ODDPARITY、EVENPARITY、MARKPARITY、SPACEPARITY，分別表示無校驗、奇校驗、偶校驗、校驗置位（標記校驗）、校驗清零。
ByteSize數據位個數可以為5~8位。
StopBits停止位可以為0~2，對應宏為ONESTOPBIT、ONE5STOPBITS、TWOSTOPBITS，分別表示1位停止位、1.5位停止位、2位停止位。
讀寫串口
清空緩沖
PurgeComm()函數用來停止讀寫操作、清空讀寫緩沖區，第一次讀取串口數據、寫串口數據之前、串口長時間未使用、串口出現錯誤等情況下，應先清空讀或寫緩沖區。
BOOL PurgeComm(HANDLE hFile, DWORD dwFlags );
第二個參數dwFlags指定串口執行的動作，可以是以下值的組合：
-PURGE_TXABORT:停止目前所有的傳輸工作立即返回不管是否完成傳輸動作。
-PURGE_RXABORT:停止目前所有的讀取工作立即返回不管是否完成讀取動作。
-PURGE_TXCLEAR:清除發送緩沖區的所有數據。
-PURGE_RXCLEAR:清除接收緩沖區的所有數據。
如清除串口的所有操作和緩沖：PurgeComm(hComm, PURGE_RXCLEAR|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXABORT|PURGE_TXABORT);
清除錯誤
ClearCommError()用來清除通信中的錯誤及獲得當前通信狀態。在讀寫操作之前，可以調用ClearCommError來清除錯誤和獲得緩沖區內數據大小。
BOOL WINAPI ClearCommError( _In_ HANDLE hFile,//串口句柄 _Out_opt_ LPDWORD lpErrors,//返回的錯誤碼 _Out_opt_ LPCOMSTAT lpStat//返回的通訊狀態 );
lpErrors用來保存錯誤碼，具體對應的什么錯誤為：
1-CE_BREAK:檢測到中斷信號。意思是說檢測到某個字節數據缺少合法的停止位。
2-CE_FRAME:硬件檢測到幀錯誤。
3-CE_IOE:通信設備發生輸入/輸出錯誤。
4-CE_MODE:設置模式錯誤，或是hFile值錯誤。
5-CE_OVERRUN:溢出錯誤，緩沖區容量不足，數據將丟失。
6-CE_RXOVER:溢出錯誤。
7-CE_RXPARITY:硬件檢查到校驗位錯誤。
8-CE_TXFULL:發送緩沖區已滿。
lpStat為指向_COMSTAT結構的指針，保存通訊狀態。一般我們只關心這個結構中的兩個成員：cbInQue、cbOutQue，分別表示輸入緩沖區中的字節數、輸出緩沖區中的字節數。
讀寫串口數據
調用WriteFile()向串口中寫數據，ReadFile()從串口讀數據，函數執行成功返回TRUE，失敗返回FALSE。
需要注意的有兩點：
如果想要異步讀寫操作，則lpOverlappen參數不能為NULL，而且在CreateFile()打開文件時應指定FILE_FLAG_OVERLAPPEN標記。在異步讀寫操作的時候，ReadFile()和WriteFile()返回FALSE時應調用GetLastError函數分析返回的結果，如果是ERROR_IO_PENDING，這說明異步I/O操作正在進行。
在用ReadFile()讀文件時，如果想要讀取的數據大小比文件內容大，則只會讀取文件大小的數據。而讀串口時，如果想要讀取的數據比緩沖區中數據大，則ReadFile()會阻塞，直到數據到達或者超時。
函數WriteFileEx()與ReadFileEx()只能用於異步讀寫操作，而且可以設置一個讀寫完成后自動調用的回調函數，函數執行成功返回TRUE，表示異步I/O操作開始，出錯返回FALSE。
BOOL WINAPI ReadFile( _In_ HANDLE hFile,//文件句柄 _Out_ LPVOID lpBuffer,//指向一個緩沖區，保存讀取的數據 _In_ DWORD nNumberOfBytesToRead,//要讀取數據的字節數，如果實際讀取的字節數小於這個數的話函數會一直等待直到超時 _Out_opt_ LPDWORD lpNumberOfBytesRead,//實際讀取的字節數 _Inout_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped//指向一個OVERLAPPED結構，用於異步操作 ); BOOL WINAPI WriteFile( _In_ HANDLE hFile,//文件句柄 _In_ LPCVOID lpBuffer,//指向一個緩沖區，包含要寫入的數據 _In_ DWORD nNumberOfBytesToWrite,//要寫入數據的字節數 _Out_opt_ LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,//實際寫入的字節數 _Inout_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped//指向一個OVERLAPPEN結構體，用於異步操作 );
監聽串口事件和異步讀寫串口
在串口編程中，可以先設置好串口所關注的事件，然后啟動一個輔助線程來監聽該事件是否已經發生，如果沒有發生的話該線程就一直等待，當事件發生后，如讀緩沖區中收到數據，該線程可以向主線程窗體發送對應事件消息提示進行讀串口處理，或者在輔助線程中直接進行異步讀寫串口處理。SetCommMask()函數用來設置串口監聽事件，GetCommMask()函數獲得通信設備上的事件掩碼。
BOOL SetCommMask(HANDLE hFile, DWORD dwEvtMask);
參數hFile為串口句柄，dwEvtMask為要監視的串口事件掩碼，可以有以下位值：
EV_RXCHAR:輸入緩沖區中收到數據
EV_TXEMPTY:輸出緩沖區中的數據已被完全送出
EV_RXFLAG:使用SetCommState()函數設置的DCB結構中的事件字符已被傳入輸入緩沖區中
。。。。。。
串口事件設置好以后可以使用WaitCommEvent()來判斷事件是否已經發生。
BOOL WINAPI WaitCommEvent(
_In_ HANDLE hFile,
_Out_ LPDWORD lpEvtMask,
_In_ LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
-hFile：串口句柄
-lpEvtMask:檢測到串口通信事件的話就將其寫入該參數中。
-lpOverlapped：指向一個重疊結構，如果串口打開時指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED標志 ，則改參數不能為NULL，且重疊結構中 應該包含一個人工重置對象句柄（通過CreateEvent()創建）。
如果不是異步讀寫的話，WaitCommEvent()會一直等待事件的發生，如果異步讀寫沒有立即完成的話函數會直接返回FALSE，調用GetLastError()會返回ERROR_IO_PENDING。
目前發現了一個BUG：如果CloseHandle()關閉串口的時候，WaitCommEvent()還在等待事件，那么程序就會出現卡死現象，而且在同步讀寫下很容易發生這種情況。 MSDN上說如果是重疊操作的話再次調用SetCommMask()改變事件掩碼將會使WaitCommEvent()立即返回，但我試了下在同步讀寫情況下這種方法不管用，不知道重疊操作的情況是否真的管用！
5、異步讀寫串口
重疊模型是異步I/O方式中一種，所以可以使用重疊操作來實現異步讀寫串口。前面說過，如果重疊操作不能立即完成，則WaitCommEvent()返回FALSE，GetLastError()會返回ERROR_IO_PENDING，表示操作正在后台進行，在WaitCommEvent返回之前，參數重疊結構中的hEvent成員會被設置為無信號狀態，如果當事件發生或錯誤發生時，其被設置為有信號狀態，應用程序可以調用wait functions（WaitForSingleObject、WaitForSingleObjectEx等）來判斷事件對象的狀態，而WaitCommEvent()的參數lpEvtMask會保存具體發生的事件。
有兩種方法可以等待或者判斷重疊操作是否完成，一種是使用WaitForSingleObject()來等待讀寫函數中OVERLAPPED類型的參數的hEvent成員：當調用ReadFile, WriteFile 函數的時候，該成員會自動被置為無信號狀態；當重疊操作完成后，該成員變量會自動被置為有信號狀態。
另一種方法是調用GetOverlappedResult()獲得重疊操作的狀態，來判斷重疊操作是否完成，函數原型：
BOOL WINAPI GetOverlappedResult( _In_ HANDLE hFile,//文件句柄 _In_ LPOVERLAPPED lpOverlapped,//指向欲檢查的重疊結構 _Out_ LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,//返回重疊操作(讀或寫)的字節數 _In_ BOOL bWait );
如果參數bWait為TRUE則函數會一直等待直到重疊結構中的hEvent變成有信號，即一直等到重疊操作完成；FALSE為如果檢測到pending狀態則立即返回，此時函數返回FALSE，GetLastError()返回值為ERROR_IO_INCOMPLETE。
下面為一個異步讀寫串口的示例：
/******************主線程*********************/ //以重疊方式打開串口 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; } //設置讀超時 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); //設置讀寫緩沖區大小 static const int g_nZhenMax = 32768; if (!SetupComm(g_hCom, g_nZhenMax, g_nZhenMax)) { AfxMessageBox(_T("SetupComm() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //設置串口配置信息 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;//波特率為115200 dcb.Parity = 0;//校驗方式為無校驗 dcb.ByteSize = 8;//數據位為8位 dcb.StopBits = ONESTOPBIT;//停止位為1位 if (!SetCommState(g_hCom, &dcb)) { AfxMessageBox(_T("SetCommState() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //清空緩沖 PurgeComm(g_hCom, PURGE_RXCLEAR|PURGE_TXCLEAR); //清除錯誤 DWORD dwError; COMSTAT cs; if (!ClearCommError(g_hCom, &dwError, &cs)) { AfxMessageBox(_T("ClearCommError() failed")); CloseHandle(g_hCom); return false; } //設置串口監聽事件 SetCommMask(g_hCom, EV_RXCHAR); HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadSendMsg, NULL, 0, NULL); CloseHandle(hThread1); /******************輔助線程********************/ 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)//重疊操作正在進行 { //GetOverlappedResult(g_hCom,&osRead2,&dwTrans,true);判斷重疊操作是否完成 //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)//重疊操作正在進行 { //GetOverlappedResult(g_hCom,&osRead2,&dwTrans,true);判斷重疊操作是否完成 //To do } } else//操作已完成 { //To do } } } } } return 1; }
在異步編程中我發現在讀事件發生后，利用ClearCommError()獲得的緩沖區內數據大小有時會比對方WriteFile()指定發送的數據大小小，我猜是因為這個時候數據還沒有全部發送到緩沖區內，這點需要注意。