在windows應用程式的開發中,我們常常需要面臨與外圍資料來源裝置通訊的問題。計算機和微控制器(如mcs-51)都具有序列通訊口,可以設計相應的串列埠通訊程式,完成二者之間的資料通訊任務。
實際工作中利用串列埠完成通訊任務的時候非常之多。已有一些文章介紹串列埠程式設計的文章在計算機雜誌上發表。但總的感覺說來不太全面,特別是介紹32位下程式設計的更少,且很不詳細。筆者在實際工作中積累了較多經驗,結合硬體、軟體,重點提及比較新的技術,及需要注意的要點作一番**。希望對各位需要編寫串列埠通訊程式的朋友有一些幫助。
一.序列通訊的基本原理
串列埠的本質功能是作為cpu和序列裝置間的編碼轉換器。當資料從 cpu經過串列埠傳送出去時,位元組資料轉換為序列的位。在接收資料時,序列的位被轉換為位元組資料。
在windows環境(windows nt、win98、windows2000)下,串列埠是系統資源的一部分。
應用程式要使用串列埠進行通訊,必須在使用之前向作業系統提出資源申請要求(開啟串列埠),通訊完成後必須釋放資源(關閉串列埠)。
串列埠通訊程式的流程如下圖:
二.串列埠訊號線的接法
乙個完整的rs-232c介面有22根線,採用標準的25芯插頭座(或者9芯插頭座)。25芯和9芯的主要訊號線相同。以下的介紹是以25芯的rs-232c為例。
①主要訊號線定義:
2腳:傳送資料txd; 3腳:接收資料rxd; 4腳:請求傳送rts; 5腳:清除傳送cts;
6腳:資料裝置就緒dsr;20腳:資料終端就緒dtr; 8腳:資料載波檢測dcd;
1腳:保護地; 7腳:訊號地。
②電氣特性:
資料傳輸速率最大可到20k bps,最大距離僅15m.
注:看了微軟的msdn 6.0,其windows api中關於序列通訊裝置(不一定都是串列埠rs-232c或rs-422或rs-449)速率的設定,最大可支援到rs_256000,即256k bps! 也不知道到底是什麼序列通訊裝置?但不管怎樣,一般主機和微控制器的串列埠通訊大多都在9600 bps,可以滿足通訊需求。
③介面的典型應用:
大多數計算機應用系統與智慧型單元之間只需使用3到5根訊號線即可工作。這時,除了txd、rxd以外,還需使用rts、cts、dcd、dtr、dsr等訊號線。(當然,在程式中也需要對相應的訊號線進行設定。)
圖 最簡單的rs232-c訊號線接法
以上接法,在設計程式時,直接進行資料的接收和傳送就可以了,不需要 對訊號線的狀態進行判斷或設定。(如果應用的場合需要使用握手訊號等,需要對相應的訊號線的狀態進行監測或設定。)
三.16位串列埠應用程式的簡單回顧
16位串列埠應用程式中,使用的16位的windows api通訊函式:
① open***m() 開啟串列埠資源,並指定輸入、輸出緩衝區的大小(以位元組計);
close***m() 關閉串列埠;
例:int id***dev;
id***dev = open***m("***1", 1024, 128);
close***m(id***dev);
② build***mdcb() 、set***mstate()填寫裝置控制塊dcb,然後對已開啟的串列埠進行引數配置;
例:dcb dcb;
build***mdcb("***1:2400,n,8,1", &dcb);
set***mstate(&dcb);
③ read***m 、write***m()對串列埠進行讀寫操作,即資料的接收和傳送.
例:char *m_precieve; int count;
read***m(id***dev,m_precieve,count);
char wr[30]; int count2;
write***m(id***dev,wr,count2);
16位下的串列埠通訊程式最大的特點就在於:串列埠等外部裝置的操作有自己特有的api函式;而32位程式則把串列埠操作(以及並口等)和檔案操作統一起來了,使用類似的操作。
四.在mfc下的32位串列埠應用程式
32位下串列埠通訊程式可以用兩種方法實現:利用activex控制項;使用api 通訊函式。
使用activex控制項,程式實現非常簡單,結構清晰,缺點是欠靈活;使用api 通訊函式的優缺點則基本上相反。
以下介紹的都是在單文件(sdi)應用程式中加入串列埠通訊能力的程式。
㈠ 使用activex控制項:
vc++ 6.0提供的ms***m控制項通過串列埠傳送和接收資料,為應用程式提供序列通訊功能。使用非常方便,但可惜的是,很少有介紹ms***m控制項的資料。
⑴.在當前的workspace中插入ms***m控制項。
project選單------>add to project---->***ponents and controls----->registered
activex controls--->選擇***ponents: microsoft ***munications control,
version 6.0 插入到當前的workspace中。
結果新增了類cms***m(及相應檔案:ms***m.h和ms***m.cpp )。
⑵.在mainfrm.h中加入ms***m控制項。
protected:
cms***m m_***port;
在mainfrm.cpp::oncreare()中:
dword style=ws_visible|ws_child;
if (!m_***port.create(null,style,crect(0,0,0,0),this,id_***mctrl))
⑶.初始化串列埠
m_***port.set***mport(1); //選擇***?
m_***port. setinbuffersize(1024); //設定輸入緩衝區的大小,bytes
m_***port. setoutbuffersize(512); //設定輸入緩衝區的大小,bytes//
if(!m_***port.getportopen()) //開啟串列埠
m_***port.setportopen(true);
m_***port.setinputmode(1); //設定輸入方式為二進位制方式
m_***port.setsettings("9600,n,8,1"); //設定波特率等引數
m_***port.setrthreshold(1); //為1表示有乙個字元引發乙個事件
m_***port.setinputlen(0);
⑷.捕捉串列埠事項。ms***m控制項可以採用輪詢或事件驅動的方法從埠獲取資料。我們介紹比較使用的事件驅動方法:有事件(如接收到資料)時通知程式。在程式中需要捕獲並處理這些通訊事件。
在mainfrm.h中:
protected:
afx_msg void on***mms***m();
declare_eventsink_map()
在mainfrm.cpp中:
begin_eventsink_map(cmainframe,cframewnd )
on_event(cmainframe,id_***mctrl,1,on***mms***m,vts_none)
//對映activex控制項事件
end_eventsink_map()
⑸.串列埠讀寫. 完成讀寫的函式的確很簡單,getinput()和setoutput()就可。兩個函式的原型是:
variant getinput();及 void setoutput(const variant& newvalue);都要使用variant型別(所有idispatch::invoke的引數和返回值在內部都是作為variant物件處理的)。
無論是在pc機讀取上傳資料時還是在pc機傳送下行命令時,我們都習慣於使用字串的形式(也可以說是陣列形式)。查閱variant文件知道,可以用bstr表示字串,但遺憾的是所有的bstr都是包含寬字元,即使我們沒有定義_unicode_unicode也是這樣! winnt支援寬字元, 而win95並不支援。為解決上述問題,我們在實際工作中使用cbytearray,給出相應的部分程式如下:
void cmainframe::on***mms***m() // 接收到字元,ms***m控制項傳送事件 }
。。。。。 // 處理其他ms***m控制項
} void cmainframe::on***msend()
所謂的非阻塞通訊,也即非同步通訊。是指在進行需要花費大量時間的資料讀寫操作(不僅僅是指序列通訊操作)時,一旦呼叫readfile()、writefile(), 就能立即返回,而讓實際的讀寫操作在後台執行;相反,如使用阻塞通訊,則必須在讀或寫操作全部完成後才能返回。由於操作可能需要任意長的時間才能完成,於是問題就出現了。
非常阻塞操作還允許讀、寫操作能同時進行(即重疊操作?),在實際工作中非常有用。
⑸.在主線程中傳送下行命令。
bool fwritestat ; char szbuffer[count];
…………//準備好傳送的資料,放在szbuffer中
fwritestat = writefile(h***, szbuffer, dwbytestowrite,
&dwbyteswritten, &write_os( npttyinfo ) ); //寫資料
int err=getlasterror();
if (!fwritestat)
......................
依託vc6.0豐富的功能,結合我們提及的技術,寫出有強大控制能力的串列埠通訊應用程式。就個人而言,我更偏愛api技術,因為控制手段要靈活的多,功能也要強大得多。
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