Java串口通信编程教程_hao

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Win32 串口编程（一）(2009-08-16 16:28:13)

标签：串口重叠i/o	分类：Windows

翻译自：ms-help://MS.MSDNQTR.v80.chs/MS.MSDN.v80/MS./dnfiles/html/msdn_rial.htm

老外写的文章，虽比较全面，但很啰嗦，不如看各个函数的文档来得快。为方便以后查阅，列出本文涉及的主要函数如下：

CreateFile、ReadFile、WriteFile、GetOverlappedResult、WaitForSingleObject

SetCommMask、WaitCommEvent

王者英雄排名

ClearCommError、GetCommModemStatus、EscapeCommFunction

GetCommState、BuildCommDCB、SetCommState、SetCommTimeouts

此外，新浪的博客系统限制文章最大长度为40000字节，只好把这篇文章分成几部分了。

0 简介

本文仅关注在Windows NT和95间兼容的API。Windows 95支持Telephony API(TAPI)，但Windows NT 3.x不支持TAPI，所以本文不讨论它。

本文的示例程序MTTTY(Multithreaded TTY)使用了三个线程：一个进行内存管理的界面线程；控制所有写入操作的写入者线程；读取数据和处理端口状态改变的读取/状态线程。示例采用了一些不同的堆来进行内存管理；还大量使用了同步方法来进行线程间通信。

1 打开端口

使用CreateFile函数打开端口。打开端口时有两种方法：重叠的和非重叠的。下列代码片段以重叠方式打开端口：

HANDLE hComm;
hComm = CreateFile( gszPort,
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
0,
0,
OPEN_EXISTING,
FILE_FLAG_OVERLAPPED,
0);
if (hComm == INVALID_HANDLE_VALUE)
// error opening port; abort

Win32 串口编程（二）(2009-08-16 16:39:32)

标签：串口重叠i/o it	分类：Windows

3 串口状态

有两种获取通信端口状态的方法。第一种方法是设置事件掩码，当指定事件发生时应用程序会收到通知。SetCommMask函数用于设置事件掩码，WaitCommEvent用于等待指定的事件发生。它们与16位Windows中的SetCommEventMask和EnableCommNotification类似，只是它们不发送WM_COMMNOTIFY消息。第二种方法是不时地调用另一些状态函数来获取通信端口的状态。当然，轮询是低效的，不建议使用。

3.1 通信事件

通信事件在使用通信端口时可能随时发生。接收通信事件需要两个步骤：

用SetCommMask设定需要接收通知的事件

用WaitCommEvent提交状态检查请求，请求可以是重叠的或者非重叠的，与读写操作一样。

下面是使用SetCommMask的示例：

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下表描述了每种事件类型。

事件标志	描述
EV_BREAK	检测到输入中的break
EV_CTS	CTS(Clear To Send)信号状态改变。要取得CTS线路状态，应使用GetCommModemStatus函数。
EV_DSR	DSR(Data Set Ready)信号状态改变。要取得DSR线路状态，应使用GetCommModemStatus函数。
EV_ERR	某线路状态错误发生。线路状态错误包括CE_FRAME、CE_OVERRUN和CE_RXPARITY。要取得具体错误种类，需调用ClearCommError函数。
EV_RING	检测到振铃指示
EV_RLSD	RLSD(Receive Line Signal Detect)信号状态改变。要取得RLSD线路状态，需调用GetCommModemStatus函数。注意，RLSD通常被称作CD(carrier detect)。
EV_RXCHAR	接收到一个字符并且已放入输入缓冲区。请参考下面的“警告”节对此标志的详细讨论。
EV_RXFLAG	接收到一个事件字符并且已放入输入缓冲区。事件字符由下文讨论的DCB结构EvtChar字段指定。下面的“警告”节也讨论了这个标志。
EV_TXEMPTY	输出缓冲区中最后一个字符被发送到串口设备了。如果使用硬件缓冲区，此标志仅表示所有数据已经发送到硬件了。如果不与设备驱动交互，是无法确定硬件缓冲区空的。

指定事件掩码后，使用WaitCommEvent函数检测事件发生。如果以非重叠方式打开端口，则WaitCommEvent不需要OVERLAPPED结构体，函数阻塞调用线程直到某事件发生。如果没有事件发生，调用线程将无限阻塞。

下面的代码片段展示了如何在以非重叠方式打开的端口上等待EV_RING事件。

DWORD dwCommEvent;
工程管理学报 if (!SetCommMask(hComm, EV_RING))
// Error tting communications mask
return FALSE;
if (!WaitCommEvent(hComm, &dwCommEvent, NULL))
// An error occurred waiting for the event.
return FALSE;
el
// Event has occurred.
return TRUE;

如果没有事件发生，上面的代码将无限阻塞调用线程。解决方法是以重叠方式打开端口，用下面的方式等待状态事件：

#define STATUS_CHECK_TIMEOUT 500 // Milliconds

DWORD dwRes;
DWORD dwCommEvent;
DWORD dwStoredFlags;
BOOL fWaitingOnStat = FALSE;
OVERLAPPED osStatus = {0};
dwStoredFlags = EV_BREAK | EV_CTS | EV_DSR | EV_ERR | EV_RING |\
EV_RLSD | EV_RXCHAR | EV_RXFLAG | EV_TXEMPTY ;
if (!SetCommMask(comHandle, dwStoredFlags))
// error tting communications mask; abort
return 0;
osStatus.hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
if (osStatus.hEvent == NULL)
于敏的事迹 // error creating event; abort
return 0;
for ( ; ; ) {
// Issue a status event check if one hasn't been issued already.
if (!fWaitingOnStat) {
if (!WaitCommEvent(hComm, &dwCommEvent, &osStatus)) {
if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
bWaitingOnStatusHandle = TRUE;
el
// error in WaitCommEvent; abort
break;
}月子饭
el
// WaitCommEvent returned immediately.
// Deal with status event as appropriate.
ReportStatusEvent(dwCommEvent);
}
// Check on overlapped operation.
if (fWaitingOnStat) {
// Wait a little while for an event to occur.
dwRes = WaitForSingleObject(osStatus.hEvent, STATUS_CHECK_TIMEOUT);
switch(dwRes)
{
真情满天下 // Event occurred.
ca WAIT_OBJECT_0:
五行属土的行业 if (!GetOverlappedResult(hComm, &osStatus, &dwOvRes, FALSE))
// An error occurred in the overlapped operation;
// call GetLastError to find out what it was
// and abort if it is fatal.
el
// Status event is stored in the event flag
// specified in the original WaitCommEvent call.
// Deal with the status event as appropriate.
ReportStatusEvent(dwCommEvent);
// Set fWaitingOnStat flag to indicate that a new
// WaitCommEvent is to be issued.
fWaitingOnStat = FALSE;
break;
ca WAIT_TIMEOUT:
// Operation isn't complete yet. fWaitingOnStatusHandle flag
// isn't changed since I'll loop back around and I don't want
// to issue another WaitCommEvent until the first one finishes.
//那的组词
// This is a good time to do some background work.
DoBackgroundWork();
break;
default:
// Error in the WaitForSingleObject; abort
// This indicates a problem with the OVERLAPPED structure's
// event handle.
CloHandle(osStatus.hEvent);
return 0;
}
}
}
CloHandle(osStatus.hEvent);

上面的代码片段与重叠读取操作的代码非常相似。实际上，MTTTY使用WaitForMultipleObjects在同一个线程中等待读取完成或者状态改变事件发生。SetCommMask和WaitCommEvent有两种很有意思的边际效应。第一，如果以非重叠方式打开通信端口，WaitCommEvent将阻塞直到某事件发生。如果其他线程调用SetCommMask设置新的事件掩码，则线程将阻塞在SetCommMask调用上，原因是第一个线程的WaitCommEvent调用仍在执行中。SetCommMask将一直阻塞调用线程，直到第一个线程的WaitCommEvent调用返回。这种边际效应对于以非重叠方式打开的端口是通用的。如果某线程阻塞在任何通信函数上，则第二个线程对任何通信函数的调用都将阻塞，直到第一个线程的函数调用返回。第二种边际效应是关于以重叠方式打开的端口的。如果使用SetCommMask设置新的事件掩码，则未决的WaitCommEvent调用将成功完成，导致调用完成的事件掩码将是NULL。

去掉参数中的FILE_FLAG_OVERLAPPED就是非重叠操作方式了。用CreateFile打开通信端口时，有下列限制：

fdwShareMode 必须是0。通信端口不能像文件那样被共享。要共享通信端口，需要使用句柄继承或者复制操作。

fdwCreate 必须指定 OPEN_EXISTING 标志。

hTemplateFile 参数必须是 NULL。

端口名通常是COM1、COM2、COM3和COM4。Win32 API不提供确定系统中有哪些端口可用的机制。Windows NT和Windows 95跟踪系统已安装端口的方法是不同的，所以不太可能提供兼容的确定可用端口的方法。某些系统可能有多于4个端口，而传统的通信端口最大个数是4。硬件厂商和串口驱动编写者可以自由地为端口命名。所以，程序最好可以让用户指定要使用的端口名字。如果端口不存在，则试图打开端口时会返回ERROR_FILE_NOT_FOUND错误，这时应该提示用户端口不可用。

2 读写操作

通信端口的读写操作与文件I/O操作非常相似，它们使用同样的函数。Win32的I/O操作可分为两种：重叠(overlapped)的和非重叠的(nonoverlapped)。平台SDK文档分别使用异步(asynchronous)和同步(synchronous)来表示这两种I/O方式。

很多开发者都熟悉非重叠I/O，因为它就是传统的I/O方式：函数返回时，所请求的操作已经完成。然而在重叠I/O的情况下，系统则可能在操作还没有完成的情形下立即返回，随后才通知调用者操作完成。程序可以在发起I/O请求和请求被完成之间进行一些后台工作。

2.1 非重叠I/O

非重叠I/O的工作方式很简单：I/O操作进行时，调用线程被阻塞；操作完成后，函数返回，调用线程可以继续执行。在多线程应用中，这种I/O方式很有用：一个线程阻塞在某I/O操作上时，其他线程可以继续工作。应用程序应该保证对端口的串行访问。某个线程阻塞在等待某I/O操作上时，其他线程后续的通信API调用也都将阻塞。比如说，一个线程在等待ReadFile调用返回时，另一个线程的WriteFile函数调用将阻塞。

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标签：端口线程事件调用状态重叠

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