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        VC++下串行通信的編程方法

        張 力 呂振肅 趙慶林

        1 引言

          串行通信程序是微機監控軟件中基礎、關鍵的一個環節,如何有效地開發通信程序,是軟件開發人員所關心的話題。Microsoft公司從1993年推出VC++1.0開始,不斷升級,從 VC++1.52到目前最新的 VC++5.0,擁有大量的用戶,用VC++開發串行通信程序也隨版本的不同各有特點。本文詳細地介紹了用VC編寫通信程序的兩種方法:
          . 用API(Application Programm Interface用戶程序接口)函數;
          .
        用OLE(Object Linking and Embedding對象鏈接與嵌入)控件。

        2 用API函數實現串行通信

          API函數是Windows程序開發使用的主要函數集,其中提供了十幾個專門的通信函數。對應Windows3.x和Win95及 NT開發環境,有16位和32位通信API函數,VC++ 2.0和以前的版本都保持16位和32位兩個版本,從 VC++4.0 以后,軟件只支持32位應用程序的開發。目前較多的應用是在Win95及NT的32位開發環境下,但也存在著Windows3.x下開發的16位通信程序向32位程序的移植問題。基于這種考慮,16位通信函數也列舉出來。

        2.1 主要通信函數的對比

          32位通信函數與16位函數的主要區別在于,32位API函數把對通信口的操作當作一個普通文件。這是因為在Windows95和NT下,WMCOMMNOTIFY消息已被取消,操作系統已將通信設備封裝起來了,系統為每個通信設備定義了用戶可定義大小的讀/寫緩沖區,應用程序只對讀/寫緩沖區操作,而不用和通信驅動程序打交道。
        功能描述16位函數改進的32位函數打開通信資源OpenCommCreatFile關閉通信資源CloseCommCloseHandle讀通信緩沖區ReadCommReadFile寫通信緩沖區WriteCommWriteFile設置通信事件SetCommEventSetCommMask通信錯誤檢查GetCommErrorClearCommError

        2.2 用API函數編程的過程

          首先由應用向導(AppWizard)生成程序的主框架。在集成開發環境下選File/New菜單(以VC5.0為例),彈出New對話框,單擊project標簽后選MFC AppWizard (exe)項,在創建的第一步選中單文檔,其他五步接受缺省選項,只需編輯生成的視類.cpp文件即可。可以用兩種方法編程:一種是利用Windows的 WMCOMMNOTIFY消息,映射出該消息的處理函數,通信編碼就放在該函數中,這主要適用于VC2.0及以前的版本 ;另一種方法是直接在.CPP文件中編寫通信部分,把通信當作視類的成員函數。不論用哪種方法,編程思路是相同的:設置初始化并打開串口—配置串口—在雙方間傳輸數據,并進行校驗等處理—不需要時釋放串口,供其他程序使用。

        2.3 注意事項

          在Windows 3.x 中,有專門的消息WMCOMMNOTIFY用于通信。在Windows95和NT下,該消息已被取消,但用戶也可以用自定義的WMCOMMNOTIFY消息,這時要注意消息映射的聲明必須如下:
          ONMESSAGE (WMCOMMNOTIFY,memberFxn); 其中memberFxn是該消息的處理函數名。
          Win95中新增了基于線程的多任務,當應用程序希望僅在通信設備有數據出現時才對其操作,應創建線程來監視通信設備。考慮到通信較費時,建議使用多線程來管理通信,讓通信在后臺完成。在VC++的 MFC(Microsoft Foundation Classes 微軟基礎類庫)中提供了專門管理線程的類 CwinThread,同時VC++還提供了一些與線程有關的全局函數,如AfxBeginThread等。多線程中資源共享時,必須借助一些Win32同步函數來協調線程的活動,避免沖突。VC的MFC也提供了幾個與同步有關的類,如CSyncObject、CMutex、CSemaphore、Cevent等。在視類的.cpp文件下可創建通信線程,并根據實際需要確定線程的優先級,合理調用 API函數以實現通信。

        3 用OLE通信控件實現串行通信

          用VC++的OLE控件實現串行通信,是一種簡潔的編程方法。VC4.0版和VC5.0版所提供的通信控件略有不同,下面針對這兩個版本,對OLE通信控件做具體介紹。

        3.1 通信控件的插入

          在VC++4.0 下,首先生成一個項目,或者打開一個存在的項目。選擇菜單Insert/Component…,出現Component Gallery窗口,選中OLE Controls下的Microsoft CommControl,雙擊就將控件嵌入到項目文件中了。在VC++5.0下,選菜單Project/Add To Project,將會有一子菜單, 選中 Component and Controls項(注意如果沒有打開項目,Component項不會出現在子菜單項中),接著雙擊Registered ActiveX Controls,在其中會找到通信控件5.0,雙擊之便可插入。此時打開對話框編輯器,在工具條中會看到新增的通信控件。

        3.2 在程序中使用通信控件

          象所有其他OLE控件一樣,通信控件也是用一系列的屬性和用戶接口,用戶用Get…函數得到屬性的當前值,用 Set…函數設置屬性值。控件提供了27個屬性,大部分屬性僅和Modem連接有關,現將常用的屬性列舉如下:
          CommPort: 設置并返回通信口號,缺省值為COM1,可設置1—16個。
          Settings: 設置并返回波特率、奇偶校驗、數據位、停止位的字符串。其中波特率的范圍為300b/s-19200b/s。
          PortOpen: 設置并返回通信口的狀態,同時用來打開和關閉通信口。
          InputLen: 決定每次Input讀入的字符個數,缺省為0,表示讀取接收緩沖區的全部內容。
          Input: 讀入并清除接收緩沖區的字符。
          InBufferCount: 返回接收緩沖區已接收的字符數,通過置0可清除接收緩沖區。
          Output: 將發送的字符串或數組寫到發送緩沖區。
          InputMode: 定義Inpput屬性獲得數據的方式(VC5.0新增屬性)。
          Rthreshold: 設置、返回在通信控件置 ComEvRecieve并激發 OnComm事件前要接收的字符數。
          SThreshold: 設置、返回通信控件置ComEvSend并激發OnComm事件前發送緩沖區中的最少字符數。
          將通信控件放到對話框中,當作一個普通的控件來用。控件提供了兩種處理方法:一是查詢,一是事件驅動。對于較簡單的通信任務,可通過查詢串口的CommEvent屬性來了解最近發生的事件或錯誤并進行相應的處理,較復雜的通信任務就應使用事件驅動接口。用事件驅動方法時,要定義CMSComm變量,以后針對此對象操作即可。添加消息處理函數時要用類向導ClassWizard,選中定義的 CMSComm變量并單擊,在消息欄雙擊 OnComm項就生成了消息處理函數。 在編寫發送和接收函數時,要重點注意幾個屬性的用法。比如InBufferCount屬性返回接收緩沖區中已收到的字節數,查詢方法可利用該屬性,看是否收到了規定數目的字節。還有 Rthreshold 和 SThreshold屬性,對由發送和接收激發的OnComm事件起著決定性的作用。Rthreshold 的值代表每當接收緩沖區中有該數目的字符時就產生 OnComm事件, 這對固定長度的幀接收非常有用,可將 Rthreshold 設為幀長度,每收到一幀就會激發 OnComm事件,在消息處理函數中添加代碼就能完成接收后的處理。發送比接收簡單,只不過用SThreshold屬性。
          概括起來,用控件實現串行通信應該遵循和用API函數編寫程序相同的過程,只不過這里用控件的屬性代替了API函數。

        3.3 其它注意事項

          VC4.0下和VC5.0下Input屬性的返回值不同。在 VC4.0下Input 返回的是CString類,而在VC5.0下,返回 COleVariant類。COleVariant類封裝了VARIANT數據類型,該結構也是Output屬性所要求的類型。要用好控件就必須了解 VARIANT結構, 該結構囊括了所有常用的簡單數據類型。但是結構中每次可用的數據類型只有一種,由結構的成員vt識別。例如對字符串bstrVal,vt=8,對short類型,vt=2等等。同時注意到VC5.0控件增加了 InputMode屬性,提供兩種輸入模式:文本和二進制。兩種方式決定了Input接收的兩種數據類型。在文本方式下,Input返回值在成員bstrVal中,類型為vt=8,這和VC4.0下返回CString類是相同的。在二進制模式下,Input接受值在安全數組parray中,類型為 vt=0x2000 ,這是編程時容易忽略的地方。一般上下位機通信時,下位機的數據是以16進制形式存放,編寫通信程序建議選擇二進制輸入模式。用文本模式就必須在編碼時仔細考慮,否則容易丟失數據。另外,用事件驅動方法編程時還應注意,OnComm事件在通信事件或錯誤發生時都會激發, 在處理函數中應將各種可能的情況列舉出來分別處理,很重要的一點是及時處理通信錯誤。

        4 結束語

          總而言之,比起繁多的API函數,通信控件不失為一種簡潔有效的實現串行通信的途徑。只要掌握好控件的屬性,就能輕松地編寫通信程序。筆者在編寫一套電力系統的實時監控軟件時,用VC++5.0下的通信控件成功地實現了微機與下位機——3720ACM 儀表之間的通信,該儀表是加拿大PML公司生產的高級電力綜合監控儀表。

        張 力 碩士研究生。研究方向:計算機控制與信息工程。 呂振肅 碩士,教授。從事計算機控制與信息工程、CAD等方面的教學與研究工作。 趙慶林 碩士研究生。研究方向:計算機控制與信息工程。

        作者單位: 蘭州大學電子與信息科學系 甘肅.蘭州(730000)

        參考文獻

         [1] [美]Microsoft Corporation.Microsoft Win32程序員參考大全(二). 北京:清華大學出版社,1995
         [2] [美]Scott Stanfield Ralph Arvesen.Visual C++ 4開發人員指南.北京:機械工業出版社,1997

         

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