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串口API函数

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串口 API

在工业控制中，工控机（一般都基于 Windows 平台）经常需要与智能仪表通过串口进行通信。

串口通信方便易行，应用广泛。

一般情况下，工控机和各智能仪表通过 RS485 总线进行通信。RS485 的通信方式是半双工的，

只能由作为主节点的工控 PC 机依次轮询网络上的各智能控制单元子节点。每次通信都是由 PC

机通过串口向智能控制单元发布命令，智能控制单元在接收到正确的命令后作出应答。

　　在 Win32 下，可以使用两种编程方式实现串口通信，其一是使用 ActiveX 控件，这种方法

程序简单，但欠灵活。其二是调用 Windows 的 API 函数，这种方法可以清楚地掌握串口通信的

机制，并且自由灵活。本文我们只介绍 API 串口通信部分。

　　串口的操作可以有两种操作方式：同步操作方式和重叠操作方式（又称为异步操作方式）。

同步操作时，API 函数会阻塞直到操作完成以后才能返回（在多线程方式中，虽然不会阻塞主

线程，但是仍然会阻塞监听线程）；而重叠操作方式，API 函数会立即返回，操作在后台进行，

避免线程的阻塞。

无论那种操作方式，一般都通过四个步骤来完成：

（1）打开串口

（2）配置串口

（3）读写串口

（4）关闭串口

（1）打开串口

　　Win32 系统把文件的概念进行了扩展。无论是文件、通信设备、命名管道、邮件槽、磁盘、

还是控制台，都是用 API 函数 CreateFile 来打开或创建的。该函数的原型为：

HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName,

DWORD dwDesiredAccess,

DWORD dwShareMode,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,

DWORD dwCreationDistribution,

DWORD dwFlagsAndAttributes,

HANDLE hTemplateFile);

lpFileName：将要打开的串口逻辑名，如“COM1”；

dwDesiredAccess：指定串口访问的类型，可以是读取、写入或二者并列；

dwShareMode：指定共享属性，由于串口不能共享，该参数必须置为 0；

lpSecurityAttributes：引用安全性属性结构，缺省值为 NULL；

dwCreationDistribution：创建标志，对串口操作该参数必须置为 OPEN_EXISTING；

dwFlagsAndAttributes ：属性描述，用于指定该串口是否进行异步操作，该值为

FILE_FLAG_OVERLAPPED，表示使用异步的 I/O；该值为 0，表示同步 I/O 操作；

hTemplateFile：对串口而言该参数必须置为 NULL；

同步 I/O 方式打开串口的示例代码：

HANDLE hCom; //全局变量，串口句柄

hCom=CreateFile("COM1",//COM1 口

GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写

BOOL SetupComm(

HANDLE hFile, // 通信设备的句柄

DWORD dwInQueue, // 输入缓冲区的大小（字节数）

DWORD dwOutQueue // 输出缓冲区的大小（字节数）

);

　　在用 ReadFile 和 WriteFile 读写串行口时，需要考虑超时问题。超时的作用是在指定的时

间内没有读入或发送指定数量的字符，ReadFile 或 WriteFile 的操作仍然会结束。

　　要查询当前的超时设置应调用 GetCommTimeouts 函数，该函数会填充一个

COMMTIMEOUTS 结构。调用 SetCommTimeouts 可以用某一个 COMMTIMEOUTS 结构的内

容来设置超时。

　　读写串口的超时有两种：间隔超时和总超时。间隔超时是指在接收时两个字符之间的最大

时延。总超时是指读写操作总共花费的最大时间。写操作只支持总超时，而读操作两种超时均

支持。用 COMMTIMEOUTS 结构可以规定读写操作的超时。

COMMTIMEOUTS 结构的定义为：

typedef struct _COMMTIMEOUTS {

DWORD ReadIntervalTimeout; //读间隔超时

DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; //读时间系数

DWORD ReadTotalTimeoutConstant; //读时间常量

DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 写时间系数

DWORD WriteTotalTimeoutConstant; //写时间常量

} COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;

COMMTIMEOUTS 结构的成员都以毫秒为单位。总超时的计算公式是：

总超时＝时间系数×要求读/写的字符数＋时间常量

例如，要读入 10 个字符，那么读操作的总超时的计算公式为：

读总超时＝ReadTotalTimeoutMultiplier×10＋ReadTotalTimeoutConstant

可以看出：间隔超时和总超时的设置是不相关的，这可以方便通信程序灵活地设置各种超时。

如果所有写超时参数均为 0，那么就不使用写超时。如果 ReadIntervalTimeout 为 0，那么就不

使用读间隔超时。如果 ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 都为 0，则

不使用读总超时。如果读间隔超时被设置成 MAXDWORD 并且读时间系数和读时间常量都为

0，那么在读一次输入缓冲区的内容后读操作就立即返回，而不管是否读入了要求的字符。

　　在用重叠方式读写串口时，虽然 ReadFile 和 WriteFile 在完成操作以前就可能返回，但超

时仍然是起作用的。在这种情况下，超时规定的是操作的完成时间，而不是 ReadFile 和

WriteFile 的返回时间。

配置串口的示例代码：

SetupComm(hCom,1024,1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是 1024

COMMTIMEOUTS TimeOuts;

//设定读超时

TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;

TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;

TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000;

//设定写超时

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