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1、1 引言 在很多情况下，远程监控和工业自动化领域系统经常采用串并口通信编程，其中串行接口被广泛地应用于工程实践的长距离通信中。运用Windows通信API可以在Windows环境下进行串口编程，不用对硬件直接进行操作，并通过VC、VB和Delphi等语言进行调用，大大方便了对数据的处理。本文对和串口通信相关的32位Windows API函数进行了介绍，并给出了相应的程序实例。 2 Windows API简介Win32 API作为 Microsoft 32位平台（包括：Windows 9x，Windows NT3.14.05.0，WindowsCE）的应用程序编程接口，它是构筑所有32位Wind
2、ows平台的基石，所有在Windows平台上运行的应用程序都可以调用这些函数。API是windows的核心，从事Windows应用程序开发，离不开对Win32 API函数的调用。只有充分理解和利用API函数，才能深入到Windows的内部，充分挖掘系统提供的强大功能和灵活性。 3 Windows API相关串口通信函数介绍 在32位的Windows系统中，串口通信是作为文件处理的，串口操作一般为的打开、关闭、读取、写入等操作，相应的Windows API 函数如下：3.1 打开和关闭串口1 打开串口在Windows系统中串口通信会话以调用CreateFile ( )函数开始。CreateFil
3、e ( )函数可以读写访问串口，并返回一个句柄，并在以后的端口操作中使用。1. CreateFile()函数声明如下： 2. HANDLECreateFile( 3. LPCTSTRlpszNAME,/指定要打开的串口逻辑名 4. DWORDfdwAccess,/指定串口访问的类型 5. DWORDfdwShareMode,/指定端口的共享属性 6. LPSECURITY_ATTRIBUTESlpsa,/引用安全属性结构SECURITY_ATTRIBUTES 7. DWORDfdwCreate,/指定CreateFile()正在被已有的文件调用时应采取的措施 8. DWORDfdwAttrsA
4、ndFlags,/描述端口的各种属性 9. HANDLEhTemolateFile/指向模板文件的句柄 10. ) 11. 其中安全属性结构SECURITY_ATTRIBUTES结构声明如下： 12. typedefstruct_SECURITY_ATTRIBUTES 13. DWORDnLength;/指明该结构的长度 14. LPVOIDlpSecurityDescriptor;/指向一个安全描述字符 15. BOOLbInheritHandle;/表明句柄是否能被继承 16. SECURITY_ATTRIBUTES; 17. 调用CreateFile()函数打开COM1串口操作如下所示：
5、 18. HANDLEhCOM; 19. DWORDDWeRROR; 20. hCom=Creatfile(“COM1”,/对串口1进行操作 21. GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,/允许读和写 22. 0,/独占方式 23. NULL, 24. OPEN_EXISTING, 25. FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED,/重叠方式 26. NULL 27. ); 28. if(hCOM=INVALID_HANDLE_VALUE) 29. 30. dwError=GetLastError();/处理错误 31. 一旦串口处于
6、打开状态，就可以分配一个发送缓冲区和接收缓冲区，并且通过调用SetupComm( )函数实现其他初始化工作。1. SetupComm()函数声明如下： 2. BOOLSetupComm( 3. HANDLEHfile,/由CreatFile()返回的指向已打开端口的句柄句柄 4. DWORDdwInQueue,/输入缓冲区大小 5. DWORDdwOutQueue/输出缓冲区大小 6. ); 2关闭串口关闭串口通过调用CloseHandle ( )函数关闭由CreatHandle ( )函数返回的句柄来完成。1. CloseHandle()函数声明如下： 2. BOOLCloseHandle(
7、 3. HANDLEhObject/需关闭的设备句柄 4. ); 3.2串口配置和串口属性在用CreatFile ( )函数打开串口后，系统将根据上次打开串口时设置的值来初始化串口，可以集成上次打开操作后的数值，包括设备控制块（DCB）和超时控制结构（COMMTIMEOUTS）。如果是首次打开串口，Windows会使用缺省配置。1串口配置Windows 2000 中使用GetCommState( )函数获取串口的当前配置，使用SetCommState ( )函数重新分配串口资源的各个参数。1. GetCommState()函数声明如下： 2. BOOLGetCommState( 3. HAND
8、LEhFile,/由CreatFile()函数返回的指向已打开的串口的句柄 4. LPDCBlpDCB/指向device-controlblockstructure的指针 5. ); 6. 其中DCB的结构声明如下： 7. typedefstruct_DCB 8. DWORDDCBlength;/DCB块大小 9. DWORDBaudRate;/数据传输率 10. DWORDfBinary:1;/二进制模式，不检验EOF 11. DWORDfParity:1;/允许奇偶校验 12. DWORDfOutCtsFlow:1;/CTS输出流控制 13. DWORDfOutDsrFlow:1;/DSR
9、输出流控制 14. DWORDfDtrContorl:2;/DTR流控制类型 15. DWORDfDsrSensitivity:1;/对DTR信号线是否敏感 16. DWORD fTXContinueOnOxff:1;/XOFFcontinueTx 17. DWORDfOutX:1;/XON/XOFF输出流控制 18. DWORDfInX:1;/XON/XOFF输入流控制 19. DWORDfErrorChar:1;/错误替换 20. DWORDfNull:1;/是否丢弃接收到的NULL字符 21. DWORDfRtsControl:2;/RTS流控制 22. DWORDfAbortOnErr
10、or:1;/发送错误，指定是否终止读、写操作 23. DWORDfDummy2:17;/保留 24. WORDwReserved;/现在不用 25. WORDXonLim;/XOFF字符发送之前接收到缓冲区中可允许的最小字节数 26. WORDXoffLim;/XOFF字符发送之前缓冲区中可允许的最小可用字节数 27. BYTEByteSize;/端口当前使用的数据位数 28. BYTEParity;/当前使用的奇偶校验法 29. BYTEStopBits;/当前使用的停止位数 30. charXonChar;/发送和接收的XON字符值 31. charXoffChar;/发送和接收的XOFF
11、字符值 32. charErrorChar;/用来替代接收到的奇偶校验发生错误的字符 33. charEofChar;/表示数据的结束 34. charEvtChar;/事件字符 35. WORDwReserved1;/保留的位 36. DCB; 如果GetCommState ( )函数调用成功，则返回值不为零。若函数调用失败，则返回值为零，可以调用GetLastError ( )函数来获取进一步的错误信息。GetLastError ( )也是Windows API函数，函数声明如下：DWORD GetLastError(VOID);如果应用程序需要修改配置，可以通过调用GetCommStat
12、e ( )函数获得当前的DCB结构，然后更改DCB结构中的参数，调用SetCommState ( )函数配置修改过的DCB来配置端口。1. SetCommState()函数声明如下： 2. BOOLSetCommState( 3. HANDLEhFile,/由CreatFile()函数返回的已打开的串口的句柄 4. LPDCBlpDCB/指向DCB结构的指针 5. ); 2 串口属性串口的属性通过GetCommProperties ( )函数获得，GetCommProperties ( )函数声明如下：1. BOOLGetCommProperties( 2. HANDLEhFile,/返回句柄
13、 3. LPCOMMPROPlpCommProp/指向COMMPROP的结构 4. ); 其中lpCommProp指向一个COMMPROP的结构，串口的性能从COMMPROP中返回。3 通信设备配置Windows API提供了CommConfigDialog ( )函数对通信设备进行配置，从中改变数据传输速率、数据位、奇偶校验方法、停止位和流控制方法。1. CommConfigDialog()函数的声明如下： 2. BOOLCommConfigDialog( 3. LPTSTRlpszName,/要配置的端口名 4. HWNDhWnd,/拥有对话框的窗口句柄 5. LPCOMMCONFIGlp
14、CC/指向一个COMMCONFIG结构 6. ); 当CommConfigDialog ( )函数返回时，选定的设置在COMMFIG的DCB参数中返回，对已打开的串口，对端口设置进行更改通过SetCommState ( )函数来改变。3.3 读写串口1 读串口操作一般在程序中使用Win32 API ReadFile ( )函数从串口中读取数据。ReadFile ( )函数声明如下：1. BOOLReadFile( 2. HANDLEhFILE,/指向由CreatFile()函数产生的句柄 3. LPVOIDlpbuffer,/指向一个缓冲区 4. DWORDnNumberOfBytesToRe
15、ad,/读取的字节数 5. LPDWORDlpNumberOfBytesToRead,/指向调用该函数读出的字节数 6. LPOVERLAPPEDlpOverlapped/一个OVERLAPPED结构 7. ); 2 写串口操作一般在程序中使用Win32 API WriteFile ( )函数向串口中写数据。WriteFile ( )函数声明如下：1. BOOLWriteFile( 2. HANDLEhFILE,/指向由CreatFile()函数产生的句柄 3. LPVOIDlpbuffer,/指向一个缓冲区 4. DWORDnNumberOfBytesToWrite,/向串口设备写入的字节数
16、 5. LPDWORDlpNumberOfBytesToWritten,/指向调用该函数已写入的字节数 6. LPOVERLAPPEDlpOverlapped/一个OVERLAPPED结构 7. ); 3 异步I/O操作 读、写串口操作中的OVERLAPPED结构用于在Windows中进行异步I/O操作，使应用程序可以在前台、后台同时执行不同的任务，并由GetOverLappedResult ( )函数获取结果。OVERLAPPED结构类型声明如下：1. Typedefstruct_OVERLAPPED 2. DWORDInternal;/指出一个和系统相关的状态 3. DWORDIntern
17、alHigh;/指出发送或接收的数据长度 4. DWORDOffset; 5. DWORDOffsetHigh;/Offset和OffsetHigh指明文件传送的开始位置和字节偏移量 6. HANDLEhEvent;/指定一个I/O操作完成后出发的事件 7. OVERLAPPED; 8. 异步I/O操作可以由GetOverLappedResult()函数来获取结果。 9. GetOverLappedResult()函数声明如下： 10. BOOLGetOverLappedResult( 11. HANDLEhFILE,/标识通信句柄，开始调用重叠结构ReadFile、WriteFile 12.
18、 LPOVERLAPPEDlpOverlapped,/启动异步操作时指定的OVERLAPPED结构 13. LPDWORDlpNumberOfBytesTransferred,/接收读、写操作实际传递的字节数 14. BOOLbWait/指定函数是否等待挂起的异步操作完成。 15. ); 4 超时设置 Windows 2000中读写串口引入了超时结构。超时结构直接影响读和写的操作行为，当事先设定的超时间隔消逝时，ReadFile ( )、WriteFile ( )操作将被无条件结束。超时结构定义如下1. typedefstruct_COMMTIMEOUTS 2. DWORDReadInterv
19、alTimeout; 3. DWORDReadTotalTimoutMultiplier; 4. DWORDReadTotalTimouConstant; 5. DWORDWriteTotalTimoutMultiplier; 6. DWORDWriteTotalTimoutConstant; 7. COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS; 其中：ReadIntervalTimeout以ms为单位指定通信线路上两个字符到达之间的最大时间间隔；ReadTotalTimoutMultiplier以ms为单位指定一个系数，该系数用来计算读操作的总超时时间；ReadTotalTimo
20、uConstant以ms为单位指定一个常数，该常数用来计算读操作的总超时时间；WriteTotalTimoutMultiplier以ms为单位指定一个系数，该系数用来计算写操作的总超时时间；WriteTotalTimoutConstant以ms为单位指定一个常数，该常数用来计算读写作的总超时时间。1. WindowsAPIGetCommTimeOuts()函数来获得当前超时参数。 2. GetCommTimeOuts()函数声明如下： 3. BOOLGetCommTimeOuts( 4. HANDLEhFILE,/标识通信设备，CreatFile()函数返回该句柄 5. LPCOMMTIMEO
21、UTSlpCommTimeouts/指向一个COMMTIMEOUTS结构，返回超 6. /时信息 7. ); 如果想获得进一步的错误信息，可以调用GetLastError ( )函数来获取。5 通信状态和通信错误 如果在串口通信中发生错误，如发生终端、奇偶错误等，I/O操作将会终止。如果程序要进一步执行I/O操作，必须调用ClearCommError ( )函数。ClearCommError ( )函数有两个作用，一是清除错误条件，一是确定串口通信状态。1. ClearCommError()函数声明如下： 2. BOOLClearCommError( 3. HANDLEhFILE,/由Crea
22、tFile()函数返回的句柄 4. LPDWORDlpErrors,/指向一个指明错误类型的掩码填充的32位变量 5. LPCOMSTATlpStat/指向一个COMSTAT结构接收设备的状态 6. ); 3.4 程序实例下面的程序为打开并初始化端口：1. HANDLEhCom; 2. DWORDdwError; 3. DCBdcb; 4. COMMTIMEOUTSTimeOuts; 5. hCom=CreateFile(“COM1”,/对串口1进行操作 6. GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,/允许读和写 7. 0,/独占方式 8. NULL, 9. OPEN_EXIST
23、ING, 10. FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED,/重叠方式 11. NULL 12. ); 13. if(hCom=INVALID_HANDLE_VALUE) 14. dwError=GetLastRrror(); 15. /错误处理 16. 17. SetupComm(hCom,1024,1024)/缓冲区的大小为1024 18. TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000; 19. TimeOuts.ReadTotalTimoutMultiplier=500; 20. TimeOuts.ReadTotalTim
24、ouConstant=5000; 21. TimeOuts.WriteTotalTimoutMultiplier=500; 22. TimeOuts.WriteTotalTimoutConstant=5000; 23. SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts);/设置超时 24. GetCommState(hCom,&dcb); 25. dcb.BaudRate=2400;/数据传输速率为2400 26. dcb.ByteSize=8;/每个字符为8位 27. dcb.Parity=NOPARITY;/无校验 28. dcb.StopBits=ONESTOPBIT;/一个停止位 29. SetCommState(hCom,&dcb); 4 结束语 Win32 API作为 Windows平台的应用程序编程接口，是windows的核心。通过充分理解和利用API函数，可以使我们深入到Windows的内部，充分挖掘系统提供的强大功能和灵活性，为我们在工程实践中进行串口通信编程提供方便。