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高级串口编程—C/C++打开串口、关闭串口和读串口函数

分类: 文章 • 2025-01-04 13:37:10

最近在做一个陀螺仪的原始数据读取遇到了串口数据读取问题，在网上查阅了一篇技术文档，觉得写的不错，分享一下！

1.1前言

        通常使用以下函数来通过Windows系统来对外围设备进行通信，做串口方面的程序，使用CreatFile打开串口通信端口。在对串口进行操作之前，需要首先打开串口。使用C++进行串口编程，如果采用VS开发，则可以直接借助于串口通信控件来操作，其次，也可以直接调用Windows的底层API函数来控制串口通信。

       在Windows的操作系统上，将串口（通信设备）作为文件来处理，所以串口的打开、关闭、读写所使用的API函数与文件操作一样。所以打开串口使用CreateFile函数，读写串口使用ReadFile、WriteFile函数，关闭串口使用CloseHandle函数。查看通信设备的串口，可以在设备管理器中查看。

1.2  CreateFile

         这个函数的功能是创建或者打开一个文件或者I/O设备，通常使用的I/O形式有文件、文件流、目录、物理磁盘、卷、终端流等。如果执行成功，则返回文件句柄INVALID_HANDLE_VALUE表示出错，会设置GetLastError。

函数的声明定义：

　　HANDLE WINAPI CreateFile(
  _In_      LPCTSTR lpFileName,              
  _In_      DWORD dwDesiredAccess,
  _In_      DWORD dwShareMode,
  _In_opt_  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
  _In_      DWORD dwCreationDisposition,
  _In_      DWORD dwFlagsAndAttributes,
  _In_opt_  HANDLE hTemplateFile
)

参数列表： 

高级串口编程—C/C++打开串口、关闭串口和读串口函数

部分参数Tips:

1. IpFileName：指定要打开的串口逻辑名，用字符串来表示。如COM1，COM2,分别表示串口1和串口2.

如果要确定工控机上有哪些串口，可以使用设备管理器查看，我的电脑，右键，属性，设备管理器，如下图：

高级串口编程—C/C++打开串口、关闭串口和读串口函数

高级串口编程—C/C++打开串口、关闭串口和读串口函数

2. dwDesiredAccess:端口属性的访问类型。

3. dwShareModel:指定端口的共享属性

          该参数是由那些应用程序共享的文件提供。对于串口来说，是不能共享的，因此，必须设置为0，这是通信设备与文件的特殊差别。

           如果当前的应用程序调用CreateFile打开一个串口，另外一个程序如果已经打开了该串口，此时CreateFile会返回一个错误代码。

          然而，同一个应用程序的多个线程是可以共享CreateFile返回的端口句柄。并且根据安全属性设置，该句柄可以打开端口的应用程序的子程序来继承。

4. lpSecurityAttributes:安全属性，一般该参数为NULL，即该端口被设置为缺省的安全属性。缺省安全属性下，端口的句柄是不能继承的。

5. dwCreationDisposition:指定此端口正在被其他程序占用采取的动作，因为串口总是存在的，因此必须设置为OPEN_EXISTing, 该标志高速Windows不要创建新的端口。而是打开一个已经存在的端口。

6. dwFlagsAndSttributes：描述了端口的各种属性，对于文件来说有很多属性，但是对于串口来说，唯一的意义是FILE_FLAG _OVERLAPPED 属性，当设置该属性时，端口IO可以在后台进行，称为异步IO重叠结构。

7. hTemplateFile: 指定模板的文件句柄，对于串口来说，此参数必须设置为0；

用CreateFile函数打开串口COM1的例子如下：

HANDLE hCom;
DWORD dwError;

hCom=CreateFile("COM1",          //文件名，这里是串口号
                GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,    //允许读和写
                 0,                            //独占方式
                 NULL,                          
                 OPEN_EXISTING,                //打开而不是创建
                 FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED,  //异步I/O重叠结构
                 NULL
                 );

然后还应判断端口是否被正常打开，过程如下：

if(hCom==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
     dwErrow=GetLastError();  //取得错误代码
}

1.3 关闭串口

        关闭串口，使用CloseHandle,函数声明为：

BOOL CloseHandle(
  HANDLE hObject     //handle to object            
);

函数比较简单，参数是使用CreateFile打开的端口句柄。调用这个函数可以实现串口关闭。

示例如下：

if(CloseHandle(m_hCom)==0)    //调用该函数关闭串口
{
    CString strMsg;
    str="关闭串口"+strSel_COM+"失败";
    AfxMessageBox(strMsg);
}
else
{
    CString strMsg;
    strMsg="关闭"+strSel_COM+"成功";
}

1.4 ReadFile

      从文件指针指向的位置（设备文件，通信）开始将数据读出到一个文件中， 且支持同步和异步操作，如果文件打开方式没有指明FILE_FLAG_OVERLAPPED的话，当程序调用成功时，它将实际读出文件的字节数保存到lpNumberOfBytesRead指明的地址空间中。FILE_FLAG_OVERLAPPED 允许对文件进行重叠操作。

BOOL WINAPI ReadFile(
__in            HANDLE hFile,                 //文件局柄
__out           LPVOID lpBuffer,              //接收数据用的 buffer
__in            DWORD  nNumberOfBytesToRead,  //要读取的字节数
__Out           LPDWORD  lpNumberOfBytesRead, //实际读取的字节数
__in            LPOVERLAPPED  lpOverlapped    //OVERLAPPED结构，一般设定为NULL
);

代码示例：

 1 BOOL Read(char *filePath)
 2 {
 3     HANDLE pFile;
 4     DWORD fileSize;
 5     char *buffer,*tmpBuf;
 6     DWORD dwBytesRead,dwBytesToRead,tmpLen;
 7 
 8     pFile = CreateFile(filePath,GENERIC_READ,          
 9         FILE_SHARE_READ,
10         NULL,               
11         OPEN_EXISTING,        //打开已存在的文件 
12         FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 
13         NULL);
14 　　// 创建设备文件，返回文件的位置
15     if ( pFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
16     {
17         printf("open file error!\n");
18         CloseHandle(pFile);
19         return FALSE;
20     }
21 　　
22     fileSize = GetFileSize(pFile,NULL);          //得到文件的大小
23 
24     buffer = (char *) malloc(fileSize);
25     ZeroMemory（buffer,fileSize);
26     dwBytesToRead = fileSize;
27     dwBytesRead = 0;
28     tmpBuf = buffer;
29 
30     do{                                       //循环读文件，确保读出完整的文件    
31 
32         ReadFile(pFile,tmpBuf,dwBytesToRead,&dwBytesRead,NULL);
33 
34         if (dwBytesRead == 0)
35             break;
36 
37         dwBytesToRead -= dwBytesRead;
38         tmpBuf += dwBytesRead;
39 
40         } while (dwBytesToRead > 0);
41 
42         //  TODO 处理读到的数据 buffer
43 
44     free(buffer);
45     CloseHandle(pFile);
46 
47     return TRUE;
48 }

1.5 WriteFile

      将数据写入一个文件（设备文件，通信）。该函数比fwrite函数要灵活的多。也可以将这个函数应用于对通信设备、管道、套接字以及邮槽的处理。返回时，TRUE（非零）表示成功，否则返回零。会设置GetLastError。

函数声明定义：

BOOL WINAPI WriteFile(
  __in           HANDLE hFile,                  //文件句柄
  __in           LPCVOID lpBuffer,              //要写入的数据
  __in           DWPRD nNumberOfBytesToWrite,   //要写入的字节数
  __out          LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, //实际写入的字节数
  __in           LPOVERLAPPED  lpOverlapped      //OVERLAPPED结构，一般设定为NULL
);

示例代码：

BOOL Write(char *buffer, DWORD contentLen)
{
     HANDLE pFile;
      char *tmpBuf;
     DWORD dwBytesWrite,dwBytesToWrite;

     pFile=CreateFile(filePath,
                      GENERIC_WRITE,
                      0,
                      NULL,
                      CREATE_ALWAYS,
       )

      if  ( pFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
      {
           printf("create file error!");
           CloseHandle(pFile);
           return FALSE;
      }
       dwBytesToWrite = contentLen;
       dwBytewrite = 0;

       tmpBuf = buffer;

       do{
            Write(pFile,tmpBuf,dwBytesToWrite,&dwBytesWrite,NULL);
         
            dwBytesToWrite -= dwBytesWrite;
            tmpBuf += dwBytesWrite;

           } while(dwBytesToWrite > 0);

        CloseHandle(pFile);

        return TRUE;
}

参考：

1. http://www.cnblogs.com/findumars/p/5636108.html

2. https://www.cnblogs.com/icmzn/p/7155856.html?utm_source=itdadao&utm_medium=referral

3. https://blog.****.net/dongpanshan/article/details/7898583

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