用MFC实现串口编程
龚建伟评论：本文既写了在Windows中怎样用VC控件MSComm，又说明了API技术编程方法，在写用MSComm控件时，数据类型的转换说得不是太明白，初次涉猎串口编程的朋友恐怕看了还是编不出来；直接从底层编写的部分值得一读，说得较为详细，但你得先从VC教本上看一看什么是线程。
一．串行通信的基本原理
二．串口信号线的接法
三．16位串口应用程序的简单回顾
四．在MFC下的32位串口应用程序
㈠ 使用ActiveX控件 
㈡ 使用32位的API 通信函数



本文详细介绍了串行通信的基本原理，以及在Windows NT、Win98环境下用MFC实现串口（COM）通信的方法：使用ActiveX控件或Win API.并给出用Visual C++6.0编写的相应MFC32位应用程序。关键词：串行通信、VC++6.0、ActiveX控件、Win API、MFC32位应用程序、事件驱动、非阻塞通信、多线程.



  在Windows应用程序的开发中，我们常常需要面临与外围数据源设备通信的问题。计算机和单片机（如MCS-51）都具有串行通信口，可以设计相应的串口通信程序，完成二者之间的数据通信任务。

  实际工作中利用串口完成通信任务的时候非常之多。已有一些文章介绍串口编程的文章在计算机杂志上发表。但总的感觉说来不太全面，特别是介绍32位下编 程的更少，且很不详细。笔者在实际工作中积累了较多经验,结合硬件、软件，重点提及比较新的技术，及需要注
意的要点作一番探讨。希望对各位需要编写串口通 信程序的朋友有一些帮助。

一．串行通信的基本原理

串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从 CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。

在Windows环境（Windows NT、Win98、Windows2000）下，串口是系统资源的一部分。
应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。
二．串口信号线的接法
一个完整的RS-232C接口有22根线，采用标准的25芯插头座（或者9芯插头座）。25芯和9芯的主要信号线相同。以下的介绍是以25芯的RS-232C为例。

①主要信号线定义：
2脚：发送数据TXD； 3脚：接收数据RXD； 4脚：请求发送RTS； 5脚：清除发送CTS；
6脚：数据设备就绪DSR；20脚：数据终端就绪DTR； 8脚：数据载波检测DCD；

1脚：保护地；  7脚：信号地。

②电气特性：

数据传输速率最大可到20K bps,最大距离仅15m.

注：看了微软的MSDN 6.0，其Windows API中关于串行通讯设备（不一定都是串口RS-232C或RS-422或RS-449）速率的设置，最大可支持到RS_256000，即256K bps! 也不知道到底是什么串行通讯设备？但不管怎样，一般主机和单片机的串口通讯大多都在9600 bps,可以满足通讯需求。

③接口的典型应用：


大多数计算机应用系统与智能单元之间只需使用3到5根信号线即可工作。这时，除了TXD、RXD以外，还需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信号线。（当然，在程序中也需要对相应的信号线进行设置。）
  以上接法，在设计程序时，直接进行数据的接收和发送就可以了，不需要对信号线的状态进行判断或设置。（如果应用的场合需要使用握手信号等，需要对相应的信号线的状态进行监测或设置。）

三．16位串口应用程序的简单回顾

  16位串口应用程序中，使用的16位的Windows API通信函数:

① OpenComm() 打开串口资源，并指定输入、输出缓冲区的大小（以字节计）；

CloseComm() 关闭串口;

例：int idComDev;

idComDev = OpenComm("COM1", 1024, 128);

CloseComm(idComDev);

② BuildCommDCB() 、setCommState()填写设备控制块DCB，然后对已打开的串口进行参数配置;

  例：DCB dcb;

BuildCommDCB("COM1:2400,n,8,1", &dcb);

SetCommState(&dcb);


③ ReadComm 、WriteComm()对串口进行读写操作，即数据的接收和发送.

  例：char *m_pRecieve; int count;

    ReadComm(idComDev,m_pRecieve,count);

    Char wr[30]; int count2;

    WriteComm(idComDev,wr,count2);

16位下的串口通信程序最大的特点就在于：串口等外部设备的操作有自己特有的API函数；而32位程序则把串口操作（以及并口等）和文件操作统一起来了，使用类似的操作。           

四．在MFC下的32位串口应用程序                        回到页顶



32位下串口通信程序可以用两种方法实现：利用ActiveX控件；使用API 通信函数。

使用ActiveX控件，程序实现非常简单，结构清晰，缺点是欠灵活；使用API 通信函数的优缺点则基本上相反。

以下介绍的都是在单文档（SDI）应用程序中加入串口通信能力的程序。
㈠ 使用ActiveX控件：
VC++ 6.0提供的MSComm控件通过串行端口发送和接收数据，为应用程序提供串行通信功能。使用非常方便，但可惜的是，很少有介绍MSComm控件的资料。

  ⑴．在当前的Workspace中插入MSComm控件。
Project菜单------>Add to Project---->Components and Controls----->Registered
ActiveX Controls--->选择Components: Microsoft Communications Control,

  version 6.0 插入到当前的Workspace中。

结果添加了类CMSComm(及相应文件：mscomm.h和mscomm.cpp )。

  ⑵．在MainFrm.h中加入MSComm控件。

protected:

  CMSComm m_ComPort;

在Mainfrm.cpp::OnCreare()中：

  DWORD style=WS_VISIBLE|WS_CHILD;


  if (!m_ComPort.Create(NULL,style,CRect(0,0,0,0),this,ID_COMMCTRL)){

TRACE0("Failed to create OLE Communications Control\n");

return -1;  // fail to create

    }

  ⑶.初始化串口
m_ComPort.SetCommPort(1);  //选择COM1
m_ComPort. SetInBufferSize(1024); //设置输入缓冲区的大小，Bytes
m_ComPort. SetOutBufferSize(512); //设置输入缓冲区的大小，Bytes//
if(!m_ComPort.GetPortOpen()) //打开串口


m_ComPort.SetPortOpen(TRUE);

m_ComPort.SetInputMode(1); //设置输入方式为二进制方式

m_ComPort.SetSettings("9600,n,8,1"); //设置波特率等参数



m_ComPort.SetRThreshold(1); //为1表示有一个字符引发一个事件
m_ComPort.SetInputLen(0);
⑷．捕捉串口事项。
MSComm控件可以采用轮询或事件驱动的方法从端口获取数据。我们介绍比较使用的事件驱动方法：有事件（如接收到数据）时通知程序。在程序中需要捕获并处理这些通讯事件。


在MainFrm.h中：

protected:

afx_msg void OnCommMscomm();

DECLARE_EVENTSINK_MAP()

在MainFrm.cpp中：

BEGIN_EVENTSINK_MAP(CMainFrame,CFrameWnd ) 
ON_EVENT(CMainFrame,ID_COMMCTRL,1,OnCommMscomm,VTS_NONE)  //映射ActiveX控件事件

END_EVENTSINK_MAP()

⑸．串口读写.
 完成读写的函数的确很简单，GetInput()和SetOutput()就可。两个函数的原型是：

VARIANT GetInput()；及 void SetOutput(const VARIANT& newValue);都要使用VARIANT类型（所有Idispatch::Invoke的参数和返回值在内部都是作为VARIANT对象处理的）。

无论是在PC机读取上传数据时还是在PC机发送下行命令时，我们都习惯于使用字符串的形式（也可以说是数组形式）。查阅VARIANT文档知道，可以用 BSTR表示字符串，但遗憾的是所有的BSTR都是包含宽字符，即使我们没有定义_UNICODE_UNICODE也是这样！ WinNT支持宽字符, 而Win95并不支持。为解决上述问题，我们在实际工作中使用CbyteArray，给出相应的部分程序如下：

    void CMainFrame::OnCommMscomm(){


    VARIANT vResponse;  int k;

if(m_commCtrl.GetCommEvent()==2) {     

k=m_commCtrl.GetInBufferCount(); //接收到的字符数目

if(k>0) {

vResponse=m_commCtrl.GetInput(); //read

SaveData(k,(unsigned char*) vResponse.parray->pvData);

} // 接收到字符，MSComm控件发送事件 }

  。。。。。 // 处理其他MSComm控件

}

void CMainFrame::OnCommSend() {

。。。。。。。。 // 准备需要发送的命令，放在TxData[]中

CByteArray array;

array.RemoveAll();

array.SetSize(Count);

for(i=0;i<Count;i++)


array.SetAt(i, TxData[i]);

  m_ComPort.SetOutput(COleVariant(array)); // 发送数据

}

请大家认真关注第⑷、⑸中内容，在实际工作中是重点、难点所在。                   
㈡ 使用32位的API 通信函数:                 

可能很多朋友会觉得奇怪：用32位API函数编写串口通信程序，不就是把16位的API换成32位吗？16位的串口通信程序可是多年之前就有很多人研讨过了……

此文主要想介绍一下在API串口通信中如何结合非阻塞通信、多线程等手段，编写出高质量的通信程序。特别是在CPU处理任务比较繁重、与外围设备中有大量的通信数据时，更有实
际意义。

⑴．在中MainFrm.cpp定义全局变量

HANDLE    hCom; // 准备打开的串口的句柄

HANDLE    hCommWatchThread ;//辅助线程的全局函数

⑵．打开串口，设置串口

hCom =CreateFile( "COM2", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 允许读写

        0,          // 此项必须为0

        NULL,        // no security attrs


        OPEN_EXISTING,    //设置产生方式

        FILE_FLAG_OVERLAPPED, // 我们准备使用异步通信

        NULL );

请大家注意，我们使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED结构。这正是使用API实现非阻塞通信的关键所在。

ASSERT(hCom!=INVALID_HANDLE_VALUE); //检测打开串口操作是否成功

SetCommMask(hCom, EV_RXCHAR|EV_TXEMPTY );//设置事件驱动的类型

SetupComm( hCom, 1024,512) ; //设置输入、输出缓冲区的大小


PurgeComm( hCom, PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR

          | PURGE_RXCLEAR ); //清干净输入、输出缓冲区

COMMTIMEOUTS CommTimeOuts ; //定义超时结构，并填写该结构

  …………

SetCommTimeouts( hCom, &CommTimeOuts ) ;//设置读写操作所允许的超时

DCB    dcb ; // 定义数据控制块结构

GetCommState(hCom, &dcb ) ; //读串口原来的参数设置

dcb.BaudRate =9600; dcb.ByteSize =8; dcb.Parity = NOPARITY;

dcb.StopBits = ONESTOPBIT ;dcb.fBinary = TRUE ;dcb.fParity = FALSE;

SetCommState(hCom, &dcb ) ; //串口参数配置文档字符串是什么

上述的COMMTIMEOUTS结构和DCB都很重要，实际工作中需要仔细选择参数。

⑶启动一个辅助线程，用于串口事件的处理。

Windows提供了两种线程，辅助线程和用户界面线程。区别在于：辅助线程没有窗口，所以它没有自己的消息循环。但是辅助线程很容易编程，通常也很有用。

在次，我们使用辅助线程。主要用它来监视串口状态，看有无数据到达、通信有无错误；而主线程则可专心进行数据处理、提供友好的用户界面等重要的工作。


hCommWatchThread=

    CreateThread( (LPSECURITY_ATTRIBUTES) NULL, //安全属性

        0,//初始化线程栈的大小，缺省为与主线程大小相同

        (LPTHREAD_START_ROUTINE)CommWatchProc, //线程的全局函数

        GetSafeHwnd(), //此处传入了主框架的句柄

        0, &dwThreadID );

  ASSERT(hCommWatchThread!=NULL);

⑷为辅助线程写一个全局函数，主要完成数据接收的工作。

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