C++| 串口通讯 - 北京网站建设

前言：最近在做上位机和下位机的串口通讯，上位机是用C++代码写的串口通讯，所以写了该文章。

串口通讯

串口通讯
代码
- 串口通讯类
- PurgeComm清除缓冲区函数
- 读取不定长数据
串口测试

串口通讯

串口：作为 CPU 和串行设备间的编码转换器。

串口通讯基本原理：

异步通信，发送方和接收方之间没有统一的时钟信号。
串行通讯，每次同时只能传输1个二进制位。
数据转换，发送数据时候，字节数据经过串口，会转换为串行的位（二进制流）；接受数据的时候，串行的位（二进制流）被转换为字节数据。
通信传输线，串口通常会有三根线来完成通讯，分别是地线、发送线、接收线。
通信参数一致，收发双方事先规定好通信参数，例如波特率、数据位、奇偶校验位、停止位等。
数据帧，起始位（数据帧开始的信号）、数据位（实际发送的数据）、校验位（数据检错的方式）和停止位（数据帧结束的信号）。

串口通讯代码的特点：

串口资源，应用程序使用串口进行通信之前，需要先向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。
通信参数，主要是串口通讯双方串口和波特率要一致，其余的还有数据位、奇偶校验位和停止位等。
信息编码和解码方法，通信双方要约定好信息编码和解码方法，来确保信息的有效传递。

代码

串口通讯类

Serial.h

class CSerial
{
private:HANDLE hSerial;//串口Com的类bool openFlag;//串口是否打开DWORD errors;
public:CSerial();~CSerial();BOOL Open(int Port, int nBaud);// 设置和打开串口BOOL Close(void);// 关闭串口bool ReadData(char* buffer, unsigned int limit);//接收数据bool SendData(char* buffer, unsigned int length);//发送数据
};

Serial.cpp

CSerial::CSerial() {openFlag = false;hSerial = NULL;
}CSerial::~CSerial() {Close();
}BOOL CSerial::Open(int Port, int nBaud) {// Port端口号，nBaud波特率if (openFlag) return true;// Port端口号char szPort[15];sprintf_s(szPort, "COM%d", Port);// 打开指定串口hSerial = CreateFileA(szPort,     /* 设备名，COM1,COM2等 */GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, /* 访问模式，可同时读写 */0,                            /* 共享模式，0表示不共享 */NULL,                         /* 安全性设置，一般使用NULL */OPEN_EXISTING,                /* 该参数表示设备必须存在，否则创建失败 */FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,		  /* 明确设置没有属性 */NULL);if (hSerial == NULL) return false;// 设置串口的超时时间，均设为0，表示不使用超时限制COMMTIMEOUTS  CommTimeouts;CommTimeouts.ReadIntervalTimeout = 0;CommTimeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;CommTimeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 0;SetCommTimeouts(hSerial, &CommTimeouts);// 串口初始化参数DCB dcbSerialParams = { 0 };dcbSerialParams.BaudRate = nBaud;// Ardiuno CBR_115200dcbSerialParams.ByteSize = 8;dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT;dcbSerialParams.Parity = NOPARITY;if (!SetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)){errors = GetLastError();printf("ALERT: Could not set Serial Port parameters");CloseHandle(hSerial);return false;}openFlag = true;return openFlag;
}BOOL CSerial::Close() {if (!openFlag || hSerial == NULL)return true;CloseHandle(hSerial);openFlag = false;hSerial = NULL;return true;
}bool CSerial::ReadData(char* buffer, unsigned int limit) {if (!openFlag || hSerial == NULL) return false;// 从缓冲区读取limit大小的数据DWORD BytesRead = (DWORD)limit;if (!ReadFile(hSerial, buffer, BytesRead, &BytesRead, NULL)) {errors = GetLastError();PurgeComm(hSerial, PURGE_RXCLEAR | PURGE_RXABORT);// 清空串口缓冲区return false;}return (BytesRead == (DWORD)limit);
}bool CSerial::SendData(char* buffer, unsigned int length) {if (!openFlag || hSerial == NULL) return false;// 向缓冲区写入指定大小length的数据 DWORD bytesSend;if (!WriteFile(hSerial, (void*)buffer, length, &bytesSend, NULL)) {errors = GetLastError();PurgeComm(hSerial, PURGE_TXCLEAR | PURGE_TXABORT);// 清空串口缓冲区return false;}return true;
}

PurgeComm清除缓冲区函数

PurgeComm清除缓冲区函数：

PURGE_TXABORT：终止所有正在进行的字符输出操作
PURGE_RXABORT：终止所有正在进行的字符输入操作
PURGE_TXCLEAR：清除输出缓冲区，经常与PURGE_TXABORT 命令标志一起使用
PURGE_RXCLEAR：清除输入缓冲区，经常与PURGE_RXABORT 命令标志一起使用

读取不定长数据

不定长数据没有固定长度，但是通常会规定好数据边界标志。

不定长数据不知道读取的数据是什么时候结束的，所以只要缓冲区有数据就读取。对所有读取到的数据进行数据边界的识别，从而来划分出不同的不定长数据。

读取串口缓冲区中所有数据的函数：

unsigned int CSerial::ReadAll(char* buffer) {// 读取后的数据存在buffer这里if (!open || hSerial == NULL) return false;DWORD dwErrorFlags; //错误标志COMSTAT comStat; //通讯状态OVERLAPPED m_osRead; //异步输入输出结构体memset(&m_osRead, 0, sizeof(m_osRead));m_osRead.hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, L"ReadEvent");ClearCommError(hSerial, &dwErrorFlags, &comStat); //清除通讯错误，获得设备当前状态DWORD BytesRead = (DWORD)comStat.cbInQue;// 获取缓冲区所有数据的长度//if (limit < (int)BytesRead)//BytesRead = (DWORD)limit;if (!ReadFile(hSerial, buffer, BytesRead, &BytesRead, NULL)) {if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING) {//如果串口正在读取中//GetOverlappedResult函数的最后一个参数设为TRUE//函数会一直等待，直到读操作完成或由于错误而返回GetOverlappedResult(hSerial, &m_osRead, &BytesRead, TRUE);}else {ClearCommError(hSerial, &dwErrorFlags, &comStat); //清除通讯错误CloseHandle(m_osRead.hEvent); //关闭并释放hEvent的内存return -1;}}return BytesRead;// 返回读取得到数据长度
}

串口测试

可以使用串口通讯助手或者下位机进行测试。