1.引言

　　在當(dāng)今的工業(yè)控制領(lǐng)域，串口通信是計算機與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信時經(jīng)常使用的方法，具有實現(xiàn)簡單、使用靈活、數(shù)據(jù)傳輸可靠等幾個優(yōu)點，特別是在實時監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，在我們使用的計算機上使用的串口一般是rs232，使用rs232接口只能進行一對一的通信，然而在工業(yè)控制領(lǐng)域往往是一臺工控機和多臺智能設(shè)備進行通信，并且要求傳輸距離遠，因為這些需求，在工控領(lǐng)域一般使用rs485。

　　在win32下，可以使用兩種編程方式實現(xiàn)串口通信，其一是使用mscomm控件，這種方法程序簡單，但欠靈活。其二是調(diào)用windows的api函數(shù)，這種方法可以清楚地掌握串口通信的機制，并且自由靈活。使用控件的方法在本質(zhì)上也是使用api進行串口通信，控件只不過是對api的一個封裝處理，本文只介紹使用api進行串口通信編程的方法。
 
2 串口通信的一般步驟

　　2.1 打開串口
　　在32位windows中，串口和其他通信設(shè)備（如磁盤等）都被作為文件進行處理，在使用前必須先將其打開，為保證串口通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，串口一般以非共享模式打開，也就是在被串口打開后，其他程序不能在去打開此設(shè)備。
　　2.2 配置串口
　　在使用串口進行數(shù)據(jù)通信前必須對其進行正確的配置，串口需要配置的主要參數(shù)有波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗、收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小。除此之外還要對串口進行超時設(shè)置，以防止在串口通信時數(shù)據(jù)傳輸突然中斷而導(dǎo)致讀寫操作進入無限期等待的狀態(tài)，設(shè)置了超時，如果在指定時間內(nèi)沒有完成所進行的操作，則此操作被自動放棄。
　　2.3 讀寫串口
　　在串口被打開并設(shè)置好后，就可以使用串口進行讀寫數(shù)據(jù)了，讀寫數(shù)據(jù)可以采用同步、異步及事件驅(qū)動等多種方式。
　　2.4 關(guān)閉串口
　　在使用完串口后應(yīng)該將其關(guān)閉，如果沒有關(guān)閉，該串口會處于打開狀態(tài)，其他的應(yīng)用程序便無法打開使用該串口。
 
3 利用api函數(shù)實現(xiàn)串口通信

　　3.1 打開串口
　　win32系統(tǒng)把文件的概念進行了擴展。無論是文件、通信設(shè)備、命名管道、郵件槽、磁盤、還是控制臺，都是用api函數(shù)createfile來打開或創(chuàng)建的。該函數(shù)的原型為：
　　handle createfile( lpctstr lpfilename,
                  　　dword dwdesiredaccess,
                  　　dword dwsharemode,
                  　　lpsecurity_attributes lpsecurityattributes,
                  　　dword dwcreationdistribution,
　　dword dwflagsandattributes,
　　handle htemplatefile);
　　各個參數(shù)說明如下：
　　lpfilename：將要打開的串口邏輯名，如“com1”；
　　dwdesiredaccess：指定串口訪問的類型，可以是讀取、寫入或二者并列；
　　dwsharemode：指定共享屬性，由于串口不能共享，該參數(shù)必須置為0；
　　lpsecurityattributes：引用安全性屬性結(jié)構(gòu)，缺省值為null；
　　dwcreationdistribution：創(chuàng)建標(biāo)志，對串口操作該參數(shù)必須置為open_existing；
　　dwflagsandattributes：屬性描述，用于指定該串口是否進行異步操作，該值為　　　　 　　file_flag_overlapped，表示使用異步的i/o；該值為0，表示同步i/o操作；
　　htemplatefile：對串口而言該參數(shù)必須置為null；

　　3.2 配置串口
　　在打開通訊設(shè)備句柄后，常常需要對串口進行一些初始化配置工作。這需要通過一個dcb結(jié)構(gòu)來進行。dcb結(jié)構(gòu)包含了諸如波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗和停止位數(shù)等信息。在查詢或配置串口的屬性時，都要用dcb結(jié)構(gòu)來作為緩沖區(qū)。在打開串口后，可以調(diào)用getcommstate函數(shù)來獲取串口的默認配置，該函數(shù)獲取一個dcb結(jié)構(gòu)體，只要在該結(jié)構(gòu)內(nèi)對應(yīng)該先修改dcb結(jié)構(gòu)，然后再調(diào)用setcommstate函數(shù)以修改后的dcb結(jié)構(gòu)設(shè)置串口。dcb主要有以下幾個重要的成員：
　　byte bytesize; // 通信字節(jié)位數(shù)byte parity;   //指定奇偶校驗方法。此成員可以有下列值：//evenparity 偶校驗     noparity 無校驗//markparity 標(biāo)記校驗   oddparity 奇校驗byte stopbits; //指定停止位的位數(shù)。此成員可以有下列值：//onestopbit   1位停止位   //twostopbits  2位停止位//one5stopbits 1.5位停止位
　　除了使用bcd設(shè)置串口的一些基本參數(shù)外，一般還需要設(shè)置串口收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小和超時，超時的作用是在指定的時間內(nèi)沒有讀入或發(fā)送指定數(shù)量的字符，讀寫操作仍然會結(jié)束。windows用i/o緩沖區(qū)來暫存串口輸入和輸出的數(shù)據(jù)，如果通信的速率較高，則應(yīng)該設(shè)置較大的緩沖區(qū)。我們可以使用api函數(shù)setupcomm設(shè)置串口的輸入和輸出緩沖區(qū)的大小，其原型如下：bool setupcomm(    handle hfile,          // 串口句柄     dword dwinqueue,      // 輸入緩沖區(qū)的大?。ㄗ止?jié)數(shù)）     dword dwoutqueue );   // 輸出緩沖區(qū)的大小（字節(jié)數(shù)）
關(guān)于讀寫串口的超時設(shè)置，windows給我們提供一個專門的結(jié)構(gòu)體commtimeouts，其定義如下：typedef struct _commtimeouts {        dword readintervaltimeout;         //讀間隔超時    dword readtotaltimeoutmultiplier;  //讀時間系數(shù)    dword readtotaltimeoutconstant;    //讀時間常量    dword writetotaltimeoutmultiplier;  // 寫時間系數(shù)    dword writetotaltimeoutconstant;   //寫時間常量} commtimeouts,*lpcommtimeouts;

　　commtimeouts結(jié)構(gòu)的成員都以毫秒為單位?？偝瑫r的計算公式是：
　　總超時＝時間系數(shù)×要求讀/寫的字符數(shù)＋時間常量
　　例如，要讀入10個字符，那么讀操作的總超時的計算公式為：
　　讀總超時＝readtotaltimeoutmultiplier×10＋readtotaltimeoutconstant
　　通過該結(jié)構(gòu)體windowsapi為我們提供兩個函數(shù)：getcommtimeouts和setcommtimeouts，前者獲取當(dāng)前的超時設(shè)置，后者使用修改后的commtimeouts設(shè)置超時，與設(shè)置串口闡述類似。
　　在讀寫串口之前，還要用purgecomm(…)函數(shù)清空緩沖區(qū)，該函數(shù)原型：
　　bool purgecomm(
   　　 handle hfile,     //串口句柄
    　　dword dwflags );   // 需要完成的操作
　　參數(shù)dwflags指定要完成的操作，可以是下列值的組合：
　　purge_txabort  中斷所有寫操作并立即返回，即使寫操作還沒有完成。
　　purge_rxabort  中斷所有讀操作并立即返回，即使讀操作還沒有完成。
　　purge_txclear  清除輸出緩沖區(qū)
　　purge_rxclear  清除輸入緩沖區(qū)

　　3.3 讀寫串口
　　讀寫串口使用readfile和writefile兩個函數(shù)，其原型如下：bool readfile(    handle hfile,                     //串口的句柄    lpvoid lpbuffer,                  // 保存讀入數(shù)據(jù)的指針，       dword nnumberofbytestoread,     // 要讀入的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)lpdword lpnumberofbytesread,   //　　實際讀入的字節(jié)數(shù)    lpoverlapped lpoverlapped );    // overlapped，同步為null    
　　bool writefile(
  　　handle hfile,                    //串口的句柄
 　　 lpcvoid lpbuffer,                 // 要寫入數(shù)據(jù)的地址
　　  dword nnumberofbytestowrite,     // 要寫入數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)
　　  lpdword lpnumberofbyteswritten,  //實際寫入的字節(jié)數(shù)
　　  lpoverlapped lpoverlapped);      // overlapped，同步為null 在進行同步操作時，讀寫函數(shù)　　要等到執(zhí)行完才返回，而在異步操作時函數(shù)立即返回，但不保證讀寫操作完成，這時候就需要使用overlapped結(jié)構(gòu)進行異步控制，該結(jié)構(gòu)體有一個重要的成員hevent，該成員是windows事件對象的句柄在控制線程同步及異步操作時常用到，如果是異步操作，我們可以使用createevent（…）創(chuàng)建事件對象并將返回值賦給hevent，然后使用waitforsingleobject或getoverlappedresult等待讀寫操作完成，進而達到控制異步操作的目的。

3.4   關(guān)閉串口

　　在不使用串口的時候應(yīng)該將其關(guān)閉，以釋放windows的資源供其他程序使用，關(guān)閉串口只需調(diào)用closehandle(hcomm/*串口句柄*/)即可。

4.串行通信在世紀星組態(tài)軟件中的應(yīng)用

　　作為通用的組態(tài)軟件，世紀星要與其他plc、智能儀表等設(shè)備進行通信，串行通信是主要的方式之一，基于前面所述使用api進行串行通信開發(fā)的優(yōu)點，并考慮程序開發(fā)的便捷和可重用等，在世紀星中，我們將串行通信api進行封裝，以類的方式對串口進行操作，其中打開串口及配置串口參數(shù)的操作我們通過可視化窗口進行設(shè)定，然后在封裝類中實現(xiàn)，相關(guān)的操作處理讀寫數(shù)據(jù)外基本都已實現(xiàn)，因為不同的設(shè)備有不同的協(xié)議，因而讀寫串口的操作在驅(qū)動程序中完成，這樣我們的開發(fā)人員就不必關(guān)注太多其他的相關(guān)操作，只需根據(jù)實際設(shè)備重寫讀寫串口的成員函數(shù)即可。

 5 結(jié)論

　　windows是當(dāng)前應(yīng)用程序開發(fā)的主流平臺，vc++6.0是該平臺強大的開發(fā)工具，使用windowsapi開發(fā)串口通信的程序可是使我們更加清晰的了解串口通信的機制，并且開發(fā)人員可以根據(jù)需要使用api進行靈活的程序設(shè)計，在scada中串行通信是必不可少的技術(shù)，所以掌握串行通信的開發(fā)方法具有現(xiàn)實意義。