这些东西主要谈的是如何在 Win32 的平台下对 serial port 的通讯. 可能可以带来帮助的是那些了解 serial port 的通讯, 但是不清楚在 Win32 平台究竟有那些 API 可用的 programer （就像我? :p） 我只是做做整理罢了, 更清楚的内容可能要再翻翻 on-line help 或是书本. 如果你要尝试在 Win32 下做像是对 modem 做控制（例如拨号, 通讯）的程序, 但是对于 serial port 并不了解, 那你应该再去找一本有讲到这些东西的书看看.
1.开启一个 Serial Port
利用一般开启档案的 CreatFile（） 即可开启 serial port device
| HANDLE CreateFile（ LPCTSTR lpFileName, // pointer to name of the file DWORD dwDesiredAccess, // access （read-write） mode DWORD dwShareMode, // share mode LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // pointer to security attributes DWORD dwCreationDistribution, // how to create DWORD dwFlagsAndAttributes, // file attributes HANDLE hTemplateFile // handle to file with attributes to copy ）; |
用 CreateFile（） API.
lpFileName 为 "COM1" 或是 "COM2"
dwDersiredAccess 一般为 GENERIC_READ|GENERIC_WRITE
dwShareMode "必须"为 0, 即不能共享, 但同一个 process 中的不同 thread 在一开启之后就可以共享.
lpSecurityAttributes 一般为 NULL
dwCreateionDistributon 在这里"必须"为 OPEN_EXISTING
dwFlagsAndAttributes 定义了开启的属性, 若是设成 FILE_FLAG_OVERLAPPED 则可使用异步的 I/O.
hTemplateFile "必须"为 NULL
传回档案 handle
设定 Serial Port 传送及接收缓冲区的大小
在开启完 serial port 之后, 可以藉由呼叫 SetupComm（） 来进行配置传送时的缓冲区及接收时的缓冲区. 如果没有呼叫 SetupComm（） 的话, Win95 会配置内定的缓冲区.
| BOOL SetupComm（ HANDLE hFile, // handle of communications device DWORD dwInQueue, // size of input buffer DWORD dwOutQueue // size of output buffer ）; |
2.关闭 Serial Port file
利用一般的 CloseHandle（） 即可.
| BOOL CloseHandle（ HANDLE hObject // handle to object to close ） |
3.取得 Seial Port 的信息
在 Win32 里头, 将一些通讯时会用到的信息用 COMMPROP 这个结构来表示. （当然不仅仅是 Serial Port） 可以用 GetCommProperties（） 来取得:
| BOOL GetCommProperties（ HANDLE hFile, // handle of communications device LPCOMMPROP lpCommProp // address of communications properties structure ）; |
COMMPROP 长的像这个样子:
| typedef struct _COMMPROP { // cmmp WORD wPacketLength; // packet size, in bytes WORD wPacketVersion; // packet version DWORD dwServiceMask; // services implemented DWORD dwReserved1; // reserved DWORD dwMaxTxQueue; // max Tx bufsize, in bytes DWORD dwMaxRxQueue; // max Rx bufsize, in bytes DWORD dwMaxBaud; // max baud rate, in bps DWORD dwProvSubType; // specific provider type DWORD dwProvCapabilities; // capabilities supported DWORD dwSettableParams; // changable parameters DWORD dwSettableBaud; // allowable baud rates WORD wSettableData; // allowable byte sizes WORD wSettableStopParity; // stop bits/parity allowed DWORD dwCurrentTxQueue; // Tx buffer size, in bytes DWORD dwCurrentRxQueue; // Rx buffer size, in bytes DWORD dwProvSpec1; // provider-specific data DWORD dwProvSpec2; // provider-specific data WCHAR wcProvChar[1]; // provider-specific data } COMMPROP; |
在这里, lpCommProp 需要 programmer 自行配置空间. 有趣的问题是, 系统在这个结构之后会需要额外的空间. 但是配置者也就是 programmer 却不知道系统会需要多少. 很简单的做法是配置一大块绝对会够的空间. 另一个聪明的做法是执行两次 GetCommProperties（） , 第一次只配置 sizeof（COMMPROP） 这么大的空间, 因为还没有开始执行一些动作, 所以系统并不会尝试着在后面填东西, 所以不会出问题. 接着执行第一次的 GetCommProperties（）, 得到结果, 取出结构中的 wPacketLength, 这个 member 代表实际上需要的大小, 然后依据这个大小重新配置一个新的. 这样的话 , 就不会有浪费任何空间的问题了.
至于上述 COMMPROP 结构的成员所代表的意思, on-line help 中应该写的都满清楚的
4.设定及取得通讯状态
你可以利用 COMMPROP 来取得一些状态, 但是当你想改变目前的设定时你需要两个 API 来完成:
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BOOL GetCommState（ BOOL SetCommState（ |
你可以用 GetCommState（） 来取得目前 Serial Port 的状态, 也可以用 SetCommState（） 来设定 Serial Port 的状态.
DCB 的结构就请自行翻阅 help 啰.
另外, programmer 最常控制的几个设定就是 baud rate, parity method, data bits, 还有 stop bit. BuildCommDCB（） 提供了对于这几个常见设定的控制.
| BOOL BuildCommDCB（ LPCTSTR lpDef, // pointer to device-control string LPDCB lpDCB // pointer to device-control block ）; |
lpDef 长的像这样: "baud=2400 parity=N data=8 stop=1"
5.通讯设定对话盒
Win32 API 中提供了一个开启通讯设定对话盒的 API: CommConfigDialog（）, 当呼叫这个 API 时, 会蹦现一个可供设定 Baud Rate, Data Bits, Parity .. 等信息的对话盒, programmer 可以利用它来让使用者设定一些信息, 并且取得结果.
| BOOL CommConfigDialog（ LPTSTR lpszName, // pointer to device name string HWND hWnd, // handle to window LPCOMMCONFIG lpCC // pointer to comm. configuration structure ）; |
其中 lpCC 被用来存放设定值的结果.
| typedef struct _COMM_CONFIG { DWORD dwSize; WORD wVersion; WORD wReserved; DCB dcb; DWORD dwProviderSubType; DWORD dwProviderOffset; DWORD dwProviderSize; WCHAR wcProviderData[1]; } COMMCONFIG, *LPCOMMCONFIG; |
在我们呼叫 CommConfigDialog（） 之前, dwSize 要设为 sizeof（COMMCONFIG）, wVersion 的值在这边似乎不重要（我不清楚, VC5 的 on-line help 说可以设为 1, 我手中的 book 的范例是设为 0x100）, 呼叫完 CommConfigDialog（） 之后, 成员 dcb 中的 BaudRate, ByteSize, StopBits, Parity 就是使用者的设定.
6.Timeout 的机制
因为传输时并不会维持一个绝对稳定的速率. 因为传输品质的关系, programer 会需要 timeout 的机制来协助他们做一些控制. 在 Win32 通讯 Timeout 的机制中, timeout 的性质共分为两类, 先来看看 COMMTIMEOUTS 这个结构:
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typedef struct _COMMTIMEOUTS { // ctmo DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; |
programmer 可以利用 GetCommTimeouts（） 和 SetCommTimeouts（） 来读取或是设定目前的 timeout 值.
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BOOL GetCommTimeouts（ BOOL SetCommTimeouts（ |
第一种 timeout 的机制称为 interval timeout, 从字面上的意义很容易可以理解这种 timeout 的机制是读取字符之间的间隔时间的 timeout, 只有读取字符时才能够使用interval timeout. 也就是在这个结构中的 ReadIntervalTimeout, 单位为 ms, 当读取完一个字符后, 超过了 ReadIntervalTimeout 的值, 却还没有读到下一个字符时, timeout 就发生了.
第二种 timeout 的机制称为 total timeout, 顾名思义即是传输的总时间的 timeout . 在这种 timeout 的机制下, Win32 提供了一个具有弹性的方式来设定 total timeout. 以读取的 total timeout 为例, 利用 ReadTotalTimeoutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 构成了一个线性的上限值. 什么意思呢? 实际上的 total timeout 应该是这样的一个式子:
ReadTotalTimeout = ReadTotalTimeOutMultiplier*BytesToRead+ReadTotalTimeoutConstant
WriteTotalTimeout 用同样的公式来计算. 这样的话, 不仅可以用一个固定的值来做为 timeout 值, 也可以用条线来做为 timeout 的值, 而随着要读取或是要写的 bytes 数而变动.
如果不想使用 timeout, 就把 COMMTIMEOUTS 里头的资料成员都填为 0.
如果你将 ReadIntervalTimeout 设为 MAXDWORD, 且将 ReadTotalTimeOutMultiplier 和 ReadTotalTimeoutConstant 都设为 0 的话, 那么读取时, 如果 receive queue 里头并没有资料, 读取的动作将会马上返回, 而不会停滞在读取的动作.
这里有一个和 BuildCommDCB（） 很像的 API 叫 BuildCommDCBAndTimeouts（）:
| BOOL BuildCommDCBAndTimeouts（ LPCTSTR lpDef, // pointer to the device-control string LPDCB lpDCB, // pointer to the device-control block LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts // pointer to comm. time-out structure ）; |
lpDef 一样是控制字符串, 可以给像 BuildCommDCB（） 中的 lpDef 那样格式的字符串, 但是多了 "TO=XXX" 这个设定. 如果 "TO=ON", 这个 API 会依据 lpCommTimeouts 里头的值来设定读和写的 timeout 值. 如果 "TO=OFF", 则会设定这个 device 没有 timeout. 如果是 "ON" 和 "OFF" 之外的其它值, 则 lpCommTimeouts 的设定将会被忽略.
对了, 在设定完 timeout 值之后, 记得要检查 COMMPROP 里的 dwProvCapabilities 中的 PCF_INTTIMEOUTS 和 PCF_TOTALTIMEOUTS 两个 flags 是否有被 set, 以确认 interval timeout 和 total timeout 是否有支持.
7.读取资料
从 serial port 里头读取资料就跟读取一般的档案一样, 使用 ReadFile（） 来达成.
| BOOL ReadFile（ HANDLE hFile, // handle of file to read LPVOID lpBuffer, // address of buffer that receives data DWORD nNumberOfBytesToRead, // number of bytes to read LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // address of number of bytes read LPOVERLAPPED lpOverlapped // address of structure for data ）; |
要注意的是, nNumberOfBytesToRead 设定的是一次最多的读取量, 很有可能所读取的值（检查 lpNumberOfBytesRead）小于这个值. 通常在错误发生或是 timeout 发生时这个 API 就会返回.
PurgeComm（） 这个 API 可以用来终止目前正在进行的读或写的动作, 也可以 flush 掉 I/O buffer 内等待读或写的资料.
| BOOL PurgeComm（ HANDLE hFile, // handle of communications resource DWORD dwFlags // action to perform ）; |
其中 dwFlags 共有四种 flags:
PURGE_TXABORT: 终止目前正在进行的（背景）写入动作
PURGE_RXABORT: 终正目前正在进行的（背景）读取动作
PURGE_TXCLEAR: flush 写入的 buffer
PURGE_TXCLEAR: flush 读取的 buffer
而使用 FlushFileBuffers（） 可以确保所有的资料都被送出, 这个 API 才会返回.
另外一个有趣的 API 是 ClearCommError（）, 从字面上的意思看来, 它是用来清除错误情况用的, 但是实际上它还可以拿来取得目前通讯设备的一些信息.
| BOOL ClearCommError（ HANDLE hFile, // handle to communications device LPDWORD lpErrors, // pointer to variable to receive error codes LPCOMSTAT lpStat // pointer to buffer for communications status ）; |
呼叫这个 API 之后, 关于通讯设备的一些信息会被储存在 lpStat 中, COMSTAT 的结构如下:
| typedef struct _COMSTAT { // cst DWORD fCtsHold : 1; // Tx waiting for CTS signal DWORD fDsrHold : 1; // Tx waiting for DSR signal DWORD fRlsdHold : 1; // Tx waiting for RLSD signal DWORD fXoffHold : 1; // Tx waiting, XOFF char rec'd DWORD fXoffSent : 1; // Tx waiting, XOFF char sent DWORD fEof : 1; // EOF character sent DWORD fTxim : 1; // character waiting for Tx DWORD fReserved : 25; // reserved DWORD cbInQue; // bytes in input buffer DWORD cbOutQue; // bytes in output buffer } COMSTAT, *LPCOMSTAT |
藉由 fCtsHold, fDsrHold, fRlsdHold, fXoffHold, fXoffSent 可以知道目前因为什么因素而使通讯阻碍住了.（ 跟 handshaking 和 flow control 有关） cbInque 和 cbOutQue 则可以显示出还有多少 bytes 在读取或是写入 queue 中.
8.写入资料
和读取资料一样, programmer 可以使用 WriteFile（） 来将资料写入 serial port.
| BOOL WriteFile（ HANDLE hFile, // handle to file to write to LPCVOID lpBuffer, // pointer to data to write to file DWORD nNumberOfBytesToWrite, // number of bytes to write LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // pointer to number of bytes written LPOVERLAPPED lpOverlapped // pointer to structure needed for overlapped I/O ）; |
关于通讯设备的写入有三个很有趣的 API, 它们分别是 SetCommBreak（）, ClearCommBreak, 和 TransmitCommChar（）.
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BOOL SetCommBreak（ BOOL ClearCommBreak（ BOOL TransmitCommChar（ |
SetCommBreak（） 是用来暂停目前的传输作业, 它会使 buffer 中的资料都不再被送出, 这个时候, program 可以去做些杂七杂八的事, 之后, 再利用 ClearCommBreak（） 回复传输作业.
TransmitCommChar（） 是用来立即性的赶在所有 buffer 数据被送出去之前, 传输一个字符的数据出去, 即使 buffer 中还有资料. 换句话说, 这个字符有最高的优先权被送出去.
9.事件驱动式的 I/O
在 Win32 里头, 对于通讯设备的 I/O 可以用像是事件驱动式的方法来达成. 主要是利用一个叫 WaitCommEvent（） 的 API. 呼叫这个 API 之后, 会一直 block 到设定的事件发生之后才会返回. 我们先来看看如何设定事件, 再回过头来看 WaitCommEvent（） .
programer 可以用 GetCommMask（） 和 SetCommMask（） 来取得或是设定目前设定的通讯事件.
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BOOL GetCommMask（ BOOL SetCommMask（ |
可以设定的事件有 EV_BREAK, EV_CTS, EV_DSR, EV_ERR, EV_RING, EV_RLSD, EV_RXCHAR, EV_RXFLAG, EV_TXEMPTY.（其意义请自行参考 help）, 当然, 你可以把它们 or 起来成为组合的事件.
在设定完想要处理的事件之后, 可以使用 WaitCommEvent（）
| BOOL WaitCommEvent（ HANDLE hFile, // handle of communications device LPDWORD lpEvtMask, // address of variable for event that occurred LPOVERLAPPED lpOverlapped, // address of overlapped structure ）; |
WaitCommEvent（） 会一直 block 到你所设定的通讯事件发生为止. 所以当 WaitCommEvent（） 返回时, 你可以由 lpEvtMask 取得究竟是那一事件发生, 再来决定要如何处理.
举例来说, 可以用 SetCommMask（） 设定事件为 EV_RXCHAR, 那么在呼叫 WaitCommEvent（） 时, 它会等到有字符可供读取时才会返回, 那么在它返回之后, 可以检查一下 lpEvtMask 中是否 set 了 EV_RXCHAR, 如果是的话就可以用 ReadFile（） 去读取. 这样的话, 可以避免掉某些情形之下, 需要做 polling 所引起效率不彰的问题.
10.错误的处理
前面提过的 ClearnCommError（） 可以用来取得目前发生错误的原因.（请参见 help）
11.硬件的控制命令
Win32 中提供了 EscapeCommFunction（） 允许 programer 对几个硬件讯号做控制.
| BOOL EscapeCommFunction（ HANDLE hFile, // handle to communications device DWORD dwFunc // extended function to perform ）; |
其中 dwFunc 可以是:
CLRDTR : 让 DTR OFF
CLRRTS : 让 RTS OFF
SETDTR : 让 DTR ON
SETRTS : 让 RTS ON
SETXOFF : "仿真" 接收到 XOFF 字符
SETXON : "仿真" 接收到 XON 字符
SETBREAK : 和 SetCommBreak（） 的意思相同
CLRBREAK : 和 ClearCommBreak（） 的意思相同