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1、 1 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 目 录 1 引言.1 1.1 问题的提出.1 1.2 国内外研究的现状.1 1.3 任务与分析.2 1.3.1 主要任务.2 1.3.2 分析.2 2 程序的主要功能.2 2.1 参数设置功能.2 2.2 参数显示功能.2 2.3 打开串口功能.2 2.4 关闭串口功能.2 2.5 接收数据功能.3 2.6 发送数据功能.3 2.7 清空数据接收区功能.3 2.8 清空数据发送区功能.3 2.9 自动发送功能.3 2.10 十六进制显示功能.3 2.11 十六进制发送功能.3 3 程序运行平台.4 4 总体设计.4 2 基于串口通信的高级语言控制程序
2、的设计 5 程序类的说明.5 6 模块分析.6 6.1 参数设置和显示模块.6 6.2 打开串口模块.10 6.3 发送数据模块.11 6.4 自动发送模块.12 6.5 接收数据模块.12 6.6 清空接收区模块.14 6.7 清空发送区模块.14 6.8 关闭串口模块.15 7 系统测试.15 7.1 测试.15 8 结论.21 参考文献.22 3 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 摘 要 随着计算机的普及，计算机网络和多微机系统的广泛应用，尽管当今 USB通信技术和以太网技术快速发展，然而串口通信技术始终以其连接简便，价格低廉，稳定可靠等优点，在计算机通信领域占有一席之地。MSCOm
3、m 控件是微软公司为了用户使用方便而提供的一种便捷的控制串口编程的解决方案，本文主要介绍了如何利用 VC+2008 MSComm 控件的串口通信方法，对程序的类进行了说明，分析了本程序各个模块怎样实现起作用。此次设计以 MFC 来设计界面编制程序,同时利用 MSComm 控件通过串口发送和接收数据,实现了串口通信。该串口通信控制程序具有通信参数设置、通信参数显示、打开和关闭串口、接收数据、发送数据、清空发送区和接收区数据的功能。关键词：串口通信 visual studio 2008 MSComm 控件 1 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 1 引言 1.1 问题的提出 串行通信(Seria
4、l Communication)在现代工业控制系统中一直有着及其重要的地位,作为一种基本而又灵活方便的通信方式,它被广泛应用于 PC 与 PC 或者 PC 与 PLC 之间的数据交换以及其他工业控制与自动控制中,它不仅没有因为时代的进步而遭淘汰,反而在规格上越来越完善,应用也越来越广泛。VC+是新一代面向对象的可视化开发工具，提供了良好的界面设计能力，在 PC 机的串口通信方面有很强的功能。对于从事机械行业的人来说，熟悉基于 RS232 串口通信的高级语言编程方法显得十分重要。1.2 国内外研究的现状 目前，计算机的串行通信应用十分广泛，串行接口已成为计算机的必需部件和接口之一。由于其具有连接
5、简单、使用灵活方便、数据传递可靠等优点，在工业监控、数据采集和实时控制系统中得到了广泛应用。当今,实现串口通信的方法以及第三方控件有很多,例如 PComm 控件,Windows API 函数等等。但是这几种方法都过于复杂,对程序员要求较高,而且可靠性并不是很好。利用 Microsoft 推出的 MSComm控件,使得串口通信的实现更为简单、可靠。随着当今信息技术的快速发展，通信已成为信息技术中的关键问题。尤其在控制领域，以何种方式实现计算机与外围设备间既简单又可靠的通信，就显得特别重要。由于串行通信具有实现简单、使用灵活方便、数据传输可靠等优点，因而广泛应用于工业控制系统中，是计算机与外部设备
6、进行数据通信时经常使用的方式之一。VC+是新一代面向对象的可视化开发工具，提供了良好的界面设计能力，在 PC 机的串口通信方面有很强的功能。它具有功能强大、简便易用和代码执行速度快等特点，在通信软件的开发中成为越来越多开发人员的首选工具。无论在工业控制中 PC 机和单片机之间的通信，还是在 2 台 Pc 机之间的串口通信，都具有相同的原理。只要掌握其中的通信本质，就能灵活地实现串口通信，串口控制。2 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 1.3 任务与分析 1.3.1 主要任务 制定串口通信控制程序的总体构架；熟悉 VC 平台下的高级语言编程方法；熟悉基于 RS232 串口通信的高级语言编程方
7、法；在同一台 PC 机上调试通过所编写的程序；1.3.2 分析 目前 Win32 中基于 VC+6.0 的常用串口通信程序一般可以用两种方法实现:利用 MSComm ActiveX 串行通信控件;使用 Win2dows API 通信函数。虽然在Windows下 Win32API 提供了使用文件操作方式的函数进行串口操作的方法，但是在编程实现上还是比较复杂。Windows 平台先进的 ActiveX 技术使得对串口编程不再需要处理烦琐的细节。利用已有的 AxtiveX控件，只需要编写少量的代码，就可以轻松高效地完成任务。因此程序员不需要花时间去了解复杂的API 函数，只需要利用 MSComm 控
8、件就可实现串口编程。2 程序的主要功能 2.1 参数设置功能 设置和修改串口通信参数，包括端口，波特率，奇偶校验位，数据位，停止位。2.2 参数显示功能 显示当前串口通信参数，包括端口号，波特率，奇偶校验位，数据位，停止位。2.3 打开串口功能 参数设置后，才能打开串口，实现通信。2.4 关闭串口功能 关闭串口，停止通信。3 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 2.5 接收数据功能 能够进行单个或多个数据的接收和显示。2.6 发送数据功能 能够进行单个或多个数据的发送。2.7 清空数据接收区功能 删除接收区所有数据。2.8 清空数据发送区功能 清除发送区内所有数据。2.9 自动发送功能 能把
9、发送区内的数据每 2s 自动发送。2.10 十六进制显示功能 在接收区只显示十六进制数，每两个字符一个空格。2.11 十六进制发送功能 只能发送十六进制数，不能发送非十六进制数。4 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 3 程序运行平台 Visual studio 2008 具体操作如下:（1）新建 MSComm 项目，选择 MFC 应用程序，应用程序类型选择“基于对话框”，生成的类中选择“CMSCommDlg”；（2）为 MSComm 项目添加新建一个 Dialog 设置对话框；（3）加载 MSComm 控件，添加相应的源程序，加载必要的控件；（4）编写程序代码，再编译，链接，调试，执行等，
10、生成应用程序。4 总体设计 图 4.1 系统总体框架图 主 函 数 参数设置和显示 打开和关闭串口 发送数据 接收数据 清空接收区 清空发送区 5 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 5 程序类的说明 class CMSCommDlg:public CDialog /构造 public:CMSCommDlg(CWnd*pParent=NULL);/标准构造函数/对话框数据 int OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct);int String2Hex(CString str,CByteArray&senddata);char ConvertHexChar
11、(char ch);enum IDD=IDD_MSCOMM_DIALOG;protected:virtual void DoDataExchange(CDataExchange*pDX);/DDX/DDV 支持/实现 protected:HICON m_hIcon;/生成的消息映射函数 virtual BOOL OnInitDialog();afx_msg void OnSysCommand(UINT nID,LPARAM lParam);afx_msg void OnPaint();afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();DECLARE_MESSAGE_MAP()
12、public:CMSComm m_mscom;/声明m_mscomm变量为CMSComm类型 CString m_recv;/接收区 CString m_send;/发送区 CSetupDlg mySetupDlg;/声明设置对话框 BYTE myCom;/串口号码 CString myParity;/奇偶校验类型 6 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 CString myBaudRate;/通信波特率 CString myData;/数据位 CString myStop;/停止位 DECLARE_EVENTSINK_MAP()void OnCommMscomm1();afx_msg vo
13、id OnBnClickedSendbutton();afx_msg void OnBnClickedClearsend();afx_msg void OnBnClickedClearRecv();afx_msg void OnBnClickedSetupcom();afx_msg void OnBnClickedOpencom();afx_msg void OnBnClickedClosecom();afx_msg void OnTimer(UINT_PTR nIDEvent);afx_msg void OnBnClickedCheckAutosend();CButton m_Opencom
14、;/打开串口按钮 CButton m_Closecom;/关闭串口按钮 CButton m_Setupcom;/设置按钮 CString m_Para;/通信参数显示 CButton m_ClearRecv;/清空接收按钮 CButton m_ClearSend;/清空发送按钮 CButton m_SendText;/发送按钮 CButton m_ctrlHexSend;/十六进制发送 CButton m_ctrlHexDisplay;/十六进制显示 BOOL m_bAutoSend;/自动发送;6 模块分析 6.1 参数设置和显示模块 单击主界面中的【设置】按钮，将弹出“设置”对话框，如图7
15、.1 所示，可以在该对话框中设置串口的通信参数。该命令的代码如下：void CMSCommDlg:OnBnClickedSetupcom()7 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 /TODO:在此添加控件通知处理程序代码 m_Opencom.EnableWindow(TRUE);AfxMessageBox(_T(请设置通信参数并打开串口以实现通信！);CString strStatus,strTemp;double dblBaund;int mdata,mstop;if(mySetupDlg.DoModal()=IDOK)myCom=mySetupDlg.m_com+1;/求取串口编号 if
16、(mySetupDlg.m_BaudRate8)dblBaund=pow(2,(double)mySetupDlg.m_BaudRate);/求取波特率 dblBaund=300*dblBaund;else switch(mySetupDlg.m_BaudRate)case 8:dblBaund=43000;break;case 9:dblBaund=56000;break;case 10:dblBaund=57600;break;case 11:8 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 dblBaund=115200;break;case 12:dblBaund=128000;break;c
17、ase 13:dblBaund=256000;break;strStatus.Format(_T(%.0f),dblBaund);myBaudRate=strStatus;switch(mySetupDlg.m_Parity)/求取奇偶校验位 case 0:myParity=E;break;case 1:myParity=M;break;case 2:myParity=N;break;9 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 case 3:myParity=O;break;case 4:myParity=S;break;mdata=4+mySetupDlg.m_Data;/求取数据位 strS
18、tatus.Format(_T(%d),mdata);myData=strStatus;mstop=1+mySetupDlg.m_Stop;/求取停止位 strStatus.Format(_T(%d),mstop);myStop=strStatus;strStatus=COM;strTemp.Format(_T(%d),myCom);strStatus+=strTemp;strStatus+=,;strStatus+=myBaudRate;strStatus+=bit/s,;strStatus+=myParity;strStatus+=,;strStatus+=myData;strStatus
19、+=,;strStatus+=myStop;m_Para=strStatus;/求取静态文本显示内容 10 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 UpdateData(false);6.2 打开串口模块 单击主界面中的【打开串口】按钮，如果参数已设置好，将打开指定的串口，提示“串口打开成功！”，如图 7.2 所示，该命令的代码如下：void CMSCommDlg:OnBnClickedOpencom()/TODO:在此添加控件通知处理程序代码 CString strPara;/串口参数 m_mscom.put_CommPort(myCom);/指定串口号mycom strPara=myBaud
20、Rate;strPara+=,;strPara+=myParity;strPara+=,;strPara+=myData;strPara+=,;strPara+=myStop;/AfxMessageBox(strPara);m_mscom.put_Settings(strPara);/通信参数设置 m_mscom.put_InBufferSize(1024);/指定接收缓冲区大小 m_mscom.put_InBufferCount(0);/清空接收缓冲区 m_mscom.put_InputMode(1);/设置数据获取方式 m_mscom.put_InputLen(0);/设置每次读取长度 m
21、_mscom.put_RThreshold(1);/oncomm事件门限值 m_mscom.put_PortOpen(1);/打开串口 m_Opencom.EnableWindow(false);/使打开串口按钮无效 m_Closecom.EnableWindow(true);/使关闭串口按钮生效 m_SendText.EnableWindow(true);11 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 m_Setupcom.EnableWindow(false);/使设置按钮无效 AfxMessageBox(_T(串口打开成功！);6.3 发送数据模块 单击主界面中的【发送】按钮，将把发送区的内
22、容发送到串口调试助手的接收区，如果【十六进制发送】选中，则只能发送 0F，如图 7.3(a)(b)所示，该命令的代码如下：void CMSCommDlg:OnBnClickedSendbutton()/TODO:在此添加控件通知处理程序代码 UpdateData(true);if(m_ctrlHexSend.GetCheck()CByteArray hexdata;int len=String2Hex(m_send,hexdata);/此处返回的len可以用于计算发送了多少个十六进制数 m_mscom.put_Output(COleVariant(hexdata);/发送十六进制数据 else
23、 CByteArray sendArr;WORD wLength;wLength=m_send.GetLength();sendArr.SetSize(wLength);for(int i=0;iwLength;i+)sendArr.SetAt(i,m_send.GetAt(i);m_mscom.put_Output(COleVariant(m_send);12 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 6.4 自动发送模块 当【自动发送】选中时，系统将自动每隔 2s 发送一次数据，如图 7.4(a)(b)所示，程序代码如下：void CMSCommDlg:OnTimer(UINT_PTR nID
24、Event)/TODO:在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值 OnBnClickedSendbutton();CDialog:OnTimer(nIDEvent);void CMSCommDlg:OnBnClickedCheckAutosend()/TODO:在此添加控件通知处理程序代码 m_bAutoSend=!m_bAutoSend;if(m_bAutoSend)SetTimer(1,2000,NULL);/时间为毫秒 else KillTimer(1);/取消定时 6.5 接收数据模块 发送方发送数据后，在接受区显示对方的发送内容，如果【十六进制显示】选中，则将只显示十六进制数 0F，
25、如图 7.5(a)(b)所示，该命令的代码如下：void CMSCommDlg:OnCommMscomm1()/TODO:在此处添加消息处理程序代码 13 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 UpdateData(true);VARIANT variant_inp;COleSafeArray safearray_inp;long i=0;int len;char rxdata2048;CString tmp;switch(m_mscom.get_CommEvent()case 2:/表示接收缓冲区内有字符 variant_inp=m_mscom.get_Input();safearray_i
26、np=variant_inp;len=safearray_inp.GetOneDimSize();for(i=0;i len;i+)safearray_inp.GetElement(&i,&rxdatai);/转换为BYTE型数组 for(i=0;i len;i+)/将数组转换为Cstring型变量 BYTE bt=*(char*)(rxdata+i);/字符型 if(m_ctrlHexDisplay.GetCheck()tmp.Format(_T(%02X),bt);/将字符以十六进制方式送入临时变量tmp存放，注意这里加入一个空隔 m_recv+=tmp;/加入接收编辑框对应字符串 if(
27、!m_ctrlHexDisplay.GetCheck()rxdatai=0;14 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 if(!m_ctrlHexDisplay.GetCheck()m_recv+=rxdata;UpdateData(false);break;default:break;6.6 清空接收区模块 单击主界面中的【清空接收区】按钮，将清空接收区内容，提示“清空接收区内容！”如图 7.6 所示，该命令的代码如下：void CMSCommDlg:OnBnClickedClearRecv()/TODO:在此添加控件通知处理程序代码 m_recv=;UpdateData(FALSE);Af
28、xMessageBox(_T(清空接收区成功！);6.7 清空发送区模块 单击主界面中的【清空发送区】按钮，将清空发送区内容，提示“清空发送区内容！”如图 7.7 所示，该命令的代码如下：void CMSCommDlg:OnBnClickedClearsend()/TODO:在此添加控件通知处理程序代码 m_send=;UpdateData(FALSE);AfxMessageBox(_T(清空发送区成功！);15 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 6.8 关闭串口模块 单击主界面中的【关闭串口】按钮，将关闭串口，提示“串口关闭成功！”，如图 7.8所示，该命令的代码如下：void CMSC
29、ommDlg:OnBnClickedClosecom()/TODO:在此添加控件通知处理程序代码 m_mscom.put_PortOpen(0);/关闭串口 AfxMessageBox(_T(串口关闭成功！);m_Opencom.EnableWindow(true);/使打开串口按钮生效 m_Closecom.EnableWindow(false);/使关闭串口按钮无效 m_Setupcom.EnableWindow(true);/使设置按钮生效 7 系统测试 7.1 测试 首先，直接双击 MSComm 文件夹下的 debug 子文件夹下的 MSComm.exe 运行文件；其次，按以下步骤进行
30、测试：(1)参数设置：16 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 图 7.1 参数设置（2）打开串口:图 7.2 打开串口(3)发送十六进制:图 7.3（a）十六进制发送 17 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 图 7.3（b）串口调试助手十六进制显示 (4)接收数据:图 7.4（a）串口调试助手发送数据 18 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 图 7.4（b）接收数据 (5)自动发送 图 7.5（a）自动发送 19 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 图 7.5（b）串口调试助手数据显示 （6）清空接收区 图 7.6 清空接收区（7）清空发送区 20 基于串口通信的高级语言控制程序
31、的设计 图 7.7 清空发送区 （8）清空发送区 图 7.8 关闭串口 21 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 8 结论 本次课程设计，在visual studio 2008 平台下，利用 MSComm 控件编写串口通信程序，实现了串口通信参数设置与显示、打开和关闭串口、接收和发送数据、自动发送、十六进制发送与显示、清空接收区和发送区内容的功能。同时，本串口通信程序能避免在串口未打开时发送接收数据，避免十六进制发送或显示时，发送或显示其他字符。但是，本程序也存在一些不足，如：十六进制发送时，只要其中有一个非十六进制数，则不能把数据发送出去。本次课程设计,利用 VC+下的 MSComm 控件
32、编程方法，通过 MSComm 控件可以十分便捷地写出灵活性高，移植性强的串口通信程序，避免了去了解一些复杂的 windowsAPI函数。这种方法具有很强的实用性，可以广泛地用于工业数据采集等领域。通过上述测试，本系统实现了参数设置与显示、打开关闭串口、接收和发送数据、自动发送、十六进制发送与显示、清空数据接收区和发送区内容的功能，同时，能避免在串口未打开时发送接收数据，避免十六进制发送或显示时，发送其他字符 22 基于串口通信的高级语言控制程序的设计 参考文献 1李强,贾云霞编著.VisualC+项目开发实践.北京:中国铁道出版社，2003 2张筠莉，刘书智编著.VisualC+实践与提高-串口通信与工程应用篇.北京:中国铁道出版社，2006 3淑慧 VC+6.0 环境下 GPS 接收机串口通信的实现期刊论文-测绘信息与工程 2002(5)4王华,岳丽全,岳志高.MSComm 控件在VC+6.0串口通信中的应用.长春工程学院学报:自然科学版,2009,10(1)5王莉,阳春华.基于 VC+的串口通信设计及其应用J.控制工程,2004,11(S1):89292.