用VC++6.0实现PC机与单片机之间串行通信的方法湖南大学（长沙410082） 于小亿 王 辉 张志学摘 要 详细介绍了在Windows环境下应用VC++实现PC机与单片机的几种串行通信方法，给出了用Visual C++6.0编写的PC机程序和用C51编写的单片机通信程序。经实际应用系统运行稳定可靠。关键词 Visual C++ 类 串行通信--------------------------------------------------------------------------------工业控制领域（如DCS系统），经常涉及到串行通信问题。为了实现微机和单片机之间的数据交换，人们用各种不同方法实现串行通信，如DOS下采用汇编语言或C语言，但在Windows 环境下却存在一些困难和不足。在Windows操作系统已经占据统治地位的情况下（何况有些系统根本不支持DOS如Windows2000）开发Windows 环境下串行通信技术就显得日益重要。VC++6.0是微软公司于1998年推出的一种开发环境，以其强大的功能，友好的界面，32位面向对象的程序设计及Active X的灵活性而受广大软件开发者的青睐，被广泛应用于各个领域。应用VC++开发串行通信目前通常有如下几种方法：一是利用Windows API通信函数；二是利用VC的标准通信函数_inp、_inpw、_inpd、_outp、_outpw、_outpd等直接对串口进行操作；三是使用Microsoft Visual C++的通信控件（MSComm）；四是利用第三方编写的通信类。以上几种方法中第一种使用面较广，但由于比较复杂，专业化程度较高，使用较困难；第二种需要了解硬件电路结构原理；第三种方法看来较简单，只需要对串口进行简单配置，但是由于使用令人费解的VARIANT 类，使用也不是很容易；第四种方法是利用一种用于串行通信的CSerial类（这种类是由第三方提供），只要理解这种类的几个成员函数，就能方便的使用。笔者利用CSerial类很方便地实现了在固定式EBM气溶胶灭火系统分区启动器（单片机系统）与上位机的通信。以下将结合实例，给出实现串行通信的几种方法。1 Windows API通信函数方法与通信有关的Windows API函数共有26个，但主要有关的有：CreateFile() 用 “comn”（n为串口号）作为文件名就可以打开串口。ReadFile() 读串口。WriteFile() 写串口。CloseHandle() 关闭串口句柄。初始化时应注意CreateFile()函数中串口共享方式应设为0，串口为不可共享设备，其它与一般文件读写类似。以下给出API实现的源代码。 1.1 发送的例程//声明全局变量HANDLE m_hIDComDev；OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_Over lappedWrite;//初始化串口void CSerialAPIView::OnInitialUpdate(){CView::OnInitialUpdate();Char szComParams[50];DCB dcb;Memset(&m_OverlappedRead, 0, sizeof (OVERLAPPED));Memset(&m_OverlappedWrite, 0, sizeof (OVERLAPPED));m_hIDComDev = NULL;m_hIDComDev = CreateFile(“COM2”, GENERIC_READ│GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL│FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL);if (m_hIDComDev == NULL){AfxMessageBox(“Can not open serial port!”);goto endd;}memset(&m_OverlappedRead, 0, sizeof (OVERLAPPED));memset(&m_OverlappedWrite, 0, sizeof (OVERLAPPED));COMMTIMEOUTS CommTimeOuts;CommTimeOuts. ReadIntervalTimeout=0×FFFFFFFF;CommTimeOuts. ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;CommTimeOuts. ReadTotalTimeoutConstant = 0;CommTimeOuts. WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;CommTimeOuts. WriteTotalTimeoutConstant = 5000;SetCommTimeouts(m_hIDComDev, &CommTimeOuts);Wsprintf(szComparams, “COM2:9600, n, 8, 1”);m_OverlappedRead. hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);m_OverlappedWrite. hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);dcb. DCBlength = sizeof(DCB);GetCommState(m_hIDComDev, &dcb);dcb. BaudRate = 9600;dcb. ByteSize= 8;unsigned char ucSet;ucSet = (unsigned char) ((FC_RTSCTS&FC_DTRDSR) != 0);ucSet = (unsigned char) ((FC_RTSCTS&FC_RTSCTS) ! = 0);ucSet = (unsigned char) ((FC_RTSCTS&FC_XONXOFF) ! = 0);if (!SetCommState(m_hIDComDev, &dcb)‖!SetupComm(m_hIDComDev,10000,10000)‖m_OverlappedRead. hEvent ==NULL‖m_OverlappedWrite. hEvent ==NULL){DWORD dwError = GetLastError();if (m_OverlappedRead. hEvent != NULL) CloseHandle(m_OverlappedRead. hEvent);if (m_OverlappedWrite. hEvent != NULL) CloseHandle(m_OverlappedWrite. hEvent);CloseHandle(m_hIDComDev);}endd:;}//发送数据void CSerialAPIView::OnSend(){char szMessage[20] = “thank you very much”;DWORD dwBytesWritten;for (int i=0; i＜sizeof(szMessage); i++){WriteFile(m_hIDComDev, (LPSTR)&szMessage[i], 1, &dwBytesWritten, &m_OverlappedWrite);if (WaitForSingleObject(m_OverlapperWrite, hEvent, 1000))dwBytesWritten = 0;else{GentOverlappedResult(m_hIDComDev, &m_OverlappedWrite, &dwBytesWritten, FALSE);m_OverlappedWrite. Offset += dwBytesWritten;}dwBytesWritten++;}} 1.2 接收例程DCB ComDcb; //设备控制块HANDLE hCom; //global handlehCom = CreateFile ("COM1",GENERIC_READ¦ GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);if (hCom==INVALID_HANDLE_VALUE){AfxMessageBox("无法打开串行口");}else{COMMTIMEOUTS CommTimeOuts ;SetCommMask(hCom, EV_RXCHAR ) ;SetupComm(hCom, 4096, 4096 ) ; /*设置收发缓冲区 尺寸为4K */PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT¦ PURGE_RXABORT ¦PURGE_TXCLEAR¦ PURGE_RXCLEAR ) ; //清收发缓冲区//以下初始化结构变量CommTimeOuts, 设置超时参数 CommTimeOuts.ReadIntervalTimeout = 0×FFFFFFFF ;CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0 ;CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 4000 ;CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 4000 ;SetCommTimeouts(hCom, &CommTimeOuts ); //设置超时参数ComDcb.DCBlength = sizeof( DCB ) ;GetCommState( hCom, &ComDcb ) ; //获取当前参数ComDcb.BaudRate =9600; //波特率ComDcb.ByteSize = 8; //数据位ComDcb.Parity = 0; /*校验 0~4=no, odd, even, , space */SetCommState(hCom, &ComDcb ) ;} //设置新的通信参数接收可用定时器或线程等DWORD dRead,dReadNum;unsigned char buff [200];dRead=ReadFile(hCom, buff, 100, &dReadNum, NULL); //接收100个字符，//dReadNum为实际接收字节数 2 利用端口函数直接操作这种方式主要是采用两个端口函数_inp(), _outp()实现对串口的读写，其中读端口函数的原型为：int _inp(unsigned shot port)该函数从端口读取一个字节，端口号为0~65535。写端口的函数原型为：int _outp(unsigned shot port, int databyte)该函数向指定端口写入一个字节。不同的计算机串口地址可能不一样，通过向串口的控制及收发寄存器进行读写，可以实现灵活的串口通信功能，由于涉及具体的硬件电路讨论比较复杂，在此不加赘述。 3 MSComm控件MSComm控件是微软开发的专用通信控件，封装了串口的所有功能，使用很方便，但在实际应用中要小心对其属性进行配置。下面详细说明该类应用方法。3.1 MSComm控件的属性CommPort：设置串口号，类型 short :1-comm1 2-comm2.Settings：设置串口通信参数，类型 CString :B波特率，P奇偶性（N无校验，E偶校验，O奇校验），D字节有效位数，S停止位。PortOpen：设置或返回串口状态，类型 BOOL：TURE打开，FALSE关闭。InputMode:设置从接收缓冲区读取数据的格式，类型 long： 0-Text 1-Bin。Input:从接收缓冲区读取数据，类型 VARIANT。InBufferCount:接收缓冲区中的字节数，类型：short。InBufferSize:接收缓冲区的大小，类型：short。Output:向发送缓冲区写入数据，类型：VARIANT。OutBufferCount:发送缓冲区中的字节数，类型：short。OutBufferSize:发送缓冲区的大小，类型：short。InputLen:设置或返回Input读出的字节数，类型：short。CommEvent:串口事件，类型：short。 3.2 程序示例串口初始化if (!m_comm.GetPortOpen())m_comm.SetPortOpen(TURE); /*打开串口*/m_comm.SetSettings("4800,n,8,1"); /*串口参数设置*/m_comm.SetInputMode(0); /*设置TEXT缓冲区输入方式*/m_comm.SetRthresHold(1); /*每接收一个字符则激发OnComm()事件*/接收数据m_comm.SetInputLen(1); /*每次读取一个字符VARINAT V1=m_comm.GetInput();/*读入字符*/m_V1=V1.bstrval;发送字符 m_comm.SetOutput(Colevariant ("Hello"); /*发送 “Hello” */3.3 注意SetOutput方法可以传输文本数据或二进制数据。用SetOutput方法传输文本数据，必须定义一个包含一个字符串的 Variant。发送二进制数据，必须传递一个包含字节数组的Variant 到 Output 属性。正常情况下，如果发送一个 ANSI 字符串到应用程序，可以以文本数据的形式发送。如果发送包含嵌入控制字符、Null 字符等的数据，要以二进制形式发送。此处望引起读者注意，笔者曾经在此犯错。 4 VC++类CSerial4.1 串行通信类CSerial简介Cserial 是由MuMega Technologies公司提供的一个免费的VC++类，可方便地实现串行通信。以下为该类定义的说明部分。class CSerial{public:CSerial();~CSerial();BOOL Open( int nPort = 2, int nBaud = 9600 );BOOL Close( void );int ReadData( void *, int );int SendData( const char *, int );int ReadDataWaiting( void );BOOL IsOpened( void ){ return( m_bOpened ); }protected:BOOL WriteCommByte( unsigned char );HANDLE m_hIDComDev;OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_OverlappedWrite;BOOL m_bOpened;} 4.2 串行通信类Cserial 成员函数简介1. CSerial：：Cserial是类构造函数，不带参数，负责初始化所有类成员变量。2. CSerial:: Open这个成员函数打开通信端口。带两个参数,第一个是埠号，有效值是1到4，第二个参数是波特率，返回一个布尔量。3. CSerial:: Close函数关闭通信端口。类析构函数调用这个函数，所以可不用显式调用这个函数。4. CSerial:: SendData函数把数据从一个缓冲区写到串行端口。它所带的第一个参数是缓冲区指针，其中包含要被发送的资料；这个函数返回已写到端口的实际字节数。5. CSerial:: ReadDataWaiting函数返回等待在通信端口缓冲区中的数据，不带参数。6. CSerial:: ReadData函数从端口接收缓冲区读入数据。第一个参数是void＊缓冲区指针，资料将被放入该缓冲区；第二个参数是个整数值，给出缓冲区的大小。 4.3 应用VC类的一个实例1. 固定式EBM气溶胶灭火系统简介固定式EBM气溶胶灭火装置分区启动器是专为EBM灭火装置设计的自动控制设备。可与两线制感温、感烟探测器配套使用，当监测部位发生火情时，探测器发出电信号给分区启动器，经逻辑判断后发出声、光报警，延时后自动启动EBM灭火装置。为了便于火灾事故的事后分析，需对重要的火警事件和关键性操作进行记录，记录应能从PC机读出来；PC机能控制、协调整个系统的工作，这些都涉及通信。本例中启动器采用RS-485通信接口，系统为主从式网络，PC机为上位机。具体的通信协议为：（1）下位机定时向上传送记录的事件；（2）应答发送，即PC机要得到最新事件记录，而传送时间未到时，PC机发送命令，下位机接收命令后，把最新记录传给上位机；（3）上位机发送其它命令如校时、启动、停止、手/自动等。2. 通信程序设计部分上位机程序（1）发送命令字程序，代码如下void CCommDlg::OnSend(){CSerial Serial;//构造串口类，初始化串行口if (Serial.Open(2,9600)) //if-1//打开串行口2，波特率为9600bps{static char szMessage[]="0";//命令码(可定义各种命令码)int nBytesSent;int count=0;resend:nBytesSent=Serial.SendData(szMessage,strlen(szMessage));//发送命令码char rdMessage [20];if (Serial.ReadDataWaiting()) //if-2{Serial.ReadData(rdMessage,88);//rdMessage 定义接收字节存储区，为全局变量//if ((rdMessage[0]!=0x7f)&&(count<3)){count++;goto resend}if(count>=3)MessageBox(“发送命令字失败”);}else //if-2MessageBox("接收数据错误");}else //if-1MessageBox("串行口打开失败");}下位机通信程序：#include<reg51.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#define count 9#define com_code 0x00#define com_code1 0xffunsigned char buffer[count];int po,year,month,date,hour;int minute,second,recordID ;int sum;main(){…/*初始化串口和定时器*/TMOD=0×20;TH1=0×fd;TR1=0×01;ET1=0×00;ES=1;EA=1;/*待发送数据送缓冲区*/buffer[0]=0×ff; //数据特征码buffer[1]=count+1; //数据长度buffer[2]=year； //年buffer[3]=month; //月buffer[4]=date; //日buffer[5]=hour; //时buffer[6]=minute; //分buffer[7]=second; //秒buffer[8]=recordID; //事件号for(po=0;po<count;po++)sum+=buffer[po];buffer[9]=sum; //校验和…}/*发送中断服务程序*/void send(void) interrupt 4 using 1{int i;RI=0;EA=0;do{for(i=0;i<=count;i++){SBUF=buffer[i]; //发送数据和校验和//while(TI==0);TI=0;}while(RI==0);RI=0;}while(SBUF!=0); //主机接收不正确，重新发送//EA=1；Return;} 5 应用总结根据不同需要，选择合适的方法。我们选用的用VC++类实现的上位机和下位机的串行通信方法具有使用简单、编写程序方便的特点。经过半年多应用于EBM灭火系统的情况来看，该方法实现的系统运行稳定可靠，是一种值得推广的简单易行的通信方法。 参 考 文 献1 Kate Gregory Visual C++6开发使用手册．北京：机械工业出版社，19992 何立民．单片机的Ｃ语言应用程序设计．北京：北京航空航天大学出版社，19973 马风格．VC控件与串行通讯．1999现代计算机，2000（4）
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