基于VC的串行通信技术应用实例

串行通信的操作方式

　　下面我们将介绍串行通信的几种操作方式：

　　1.同步方式

　　同步方式中，读串口的函数试图在串口的接收缓冲区中读取规定数目的数据，直到规定数目的数据全部被读出或设定的超时时间已到时才返回。例如:

COMMTIMEOUTS timeOver;
memset(&&timeOver,0,sizeof(timeOver));
DWORD timeMultiplier,timeConstant;
timeOver.ReadTotalTimeoutMultiplier=timeMultiplier;
timeOver.ReadTotalTimeoutConstant=timeConstant;
SetCommTimeouts(hComport,&&timeOver);
……
ReadFile(hComport,inBuffer,nWantRead,&&nRealRead,NULL);

　　COMMTIMEOUTS结构用于设置读写函数的等待时间。

　　在ReadFile函数中hComport为待读串口句柄；inBuffer为输入缓冲区大小；nWantRead为每次调用ReadFile时，函数试图读出的字节数；nRealRead为实际读出的字节数；最后一个参数值NULL代表ReadFile将采用同步文件读写的方式。

　　如果所规定的待读取数据的数目nWantRead较大且设定的超时时间也较长，而接收缓冲区中数据较少，则可能引起线程阻塞。解决这一问题的方法是检查COMSTAT结构的cbInQue成员，该成员的大小即为接收缓冲区中处于等待状态的数据的实际个数。如果令nWantRead的值等于COMSTAT.cbInQue，就能较好地防止线程阻塞。

　　2.查询方式

　　查询方式，即一个进程中的某一线程定时地查询串口的接收缓冲区，如果缓冲区中有数据，就读取数据；若缓冲区中没有数据，该线程将继续执行，因此会占用大量的CPU时间，它实际上是同步方式的一种派生。例如:

COMMTIMEOUTS timeOver;
memset(&&timeOver,0,sizeof(timeOver));
timeOver.ReadIntervalTimeout=MAXWORD;
SetCommTimeouts(hComport.&&timeOver);
……
ReadFile(hComport.inBuffer.nWantRead.&&nRealRead,NULL);

　　除了COMMTIMEOUTS结构的变量timeOver设置不同外，查询方式与同步方式在程序代码方面很类似，但二者的工作方式却差别很大。尽管ReadFile采用的也是同步文件读写方式，但由于timeOver的区间超过时间设置为MAXWORD，所以ReadFile每次将读出接收队列中的所有处于等待状态的数据，一次最多可读出nWantRead个字节的数据。

　　3.异步方式

　　异步方式中，利用Windows的多线程结构，可以让串口的读写操作在后台进行，而应用程序的其他部分在前台执行。例如:

OVERLAPPED wrOverlapped;
COMMTIMEOUTS timeOver;
memset(&&timeOver.0.sizeof(timeOver));
DWORDtimeMultiplier,timeConstant;
timeOver.ReadTotalTimeoutMultiplier=timeMultiplier;
timeOver.ReadTotalTimeoutConstant=timeConstant;
SetCommTimeouts(hComport,&&timeOver);
wrOverlapped.hEvent=CreateEvent(NULL.TRUE,FALSE,NULL);
……
ReadFile(hComport,inBuffer,nWantRead,&&nRealRead,&&wrOverlapped);
GetOverlappedResult(hComport,&&wrOverlapped,&& nRealRead,TRUE);
……
ResetEvent(wrOverlapped.hEvent);

　　上面代码中的ReadFile由于采用了异步方式，所以它只返回数据是否已开始读入的状态，并不返回实际的读入数据，即ReadFile中的nRealRead无效。实际读入的数据是由GetOverlappedResult函数返回的，该函数的最后一个参数值为TRUE，表示它等待异步操作结束后才返回到应用程序，此时，GetOverlappedResult函数与WaitForSingleObject函数等效。

　　当采用异步方式时，在用CreateFile打开串口设备时，CreateFile函数的参数fdwAttrsAndFlags必须设为FILE_FLAG_ OVERLAPPED。在Windows中，只有在串行设备上才支持异步文件读写，并且，GetOverlappedResult函数也只支持串行设备或用DeviceloControl函数打开的文件。

　　4.事件驱动方式

　　若对端口数据的响应时间要求较严格，可采用事件驱动方式。事件驱动方式通过设置事件通知，当所希望的事件发生时，Windows发出该事件已发生的通知，这与DOS环境下的中断方式很相似。Windows定义了9种串口通信事件，较常用的有以下三种：

EV_RXCHAR:接收到一个字节，并放入输入缓冲区；

EV_TXEMPTY:输出缓冲区中的最后一个字符，发送出去；

EV_RXFLAG:接收到事件字符(DCB结构中EvtChar成员)，放入输入缓冲区。

　　在用SetCommMask()指定了有用的事件后，应用程序可调用WaitCommEvent()来等待事件的发生。SetCommMask(hComm,0)可使WaitCommEvent()中止。例如:

COMSTAT comStat;
DWORD dwEvent;
SetCommMask(hComport,EV_RXCHAR);
……
if(WaitCommEvent(hComport,&&dwEvent,NULL))
　if((dwEvent&&EV_RXCHAR)&&&&comstat.cbInQue)
　　　ReadFile(hComport,inBuffer,comstat.cbInQue,&&nRealRead,NULL);

　　程序中，我们首先用SetCommMask函数设置事件代码，上面的代码中为EV_RXCHAR，表示接收到一个字符时触发这一事件，然后调用WaitCommEvent函数等待该事件的发生。注意，WaitCommEvent函数第3个参数1pOverlapped可以是一个OVERLAPPED结构的变量指针，也可以是NULL，当用NULL时，表示该函数是同步的，否则表示该函数是异步的。

　　5.几种方式的比较

　　在一般要求情况下，查询方式是一种最直接的读串口方式。但定时查询存在一个致命弱点，即查询是定时发生的，可能发生得过早或过晚。在数据变化较快的情况下，特别是主控计算机的串口通过扩展板扩展至多个时，需定时地对所有串口轮流查询，此时容易发生数据的丢失。虽然定时间隔越小，数据的实时性越高，但系统的资源也被占去越多。

　　Windows中提出文件读写的异步方式，主要是针对文件I/O相对较慢的速度而进行的改进，它利用了Windows的多线程结构。虽然在Windows中没有实现任何对文件I/O的异步操作，但它却能对串口进行异步操作。采用异步方式，可以提高系统的整体性能，在对系统强壮性要求较高的场合，建议采用这种方式。

　　事件驱动方式是一种高效的串口读方式。这种方式的实时性较高，特别是对于扩展了多个串口的情况，并不要求像查询方式那样定时地对所有串口轮流查询，而是像中断方式那样，只有当设定的事件发生时，应用程序得到Windows操作系统发出的消息后，才进行相应处理，避免了数据丢失。在实时性要求较高的场合，笔者建议采用这种

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