以往都是在嵌入式设备中经常操作串口,或者使用QT的串口类。在Win32中处理串口也是有办法的,操作文件的打开和读写进行串口的操作。使用ReadFile、WriteFile函数。
使用Win32文件方式操作:打开串口(创建文件)->配置参数->发送(写文件)-->接收(读文件)
打开串口的第一步是初始化或设置串口配置,目的是创建串口代理,整篇文章我们都将用文件句柄作为串口代理。
创建端口句柄 串口句柄是可以被用来存取的串口对象句柄,创建串口句柄的函数是CreateFile,如下代码所示:
handlePort_ = CreateFile(portName, // 端口设备: 默认 "COM1"
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 设备打开模式: 允许读写
0, // 不共享
NULL, // 默认安全设置
OPEN_EXISTING, // 打开方式:打开已经存在的端口
0, // 默认 NULL
); // 默认
这其中需要注意的是:portName是个LPCSTR类型,需要注意字符编码。直接用c++的m_portName.c_str()即可。若是UNICODE的字符串,则需要转换下wchar to char。
std::wstring ansi2Wchar(LPCSTR pszSrc, int nLen)
{
int nSize = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, (LPCSTR)pszSrc, nLen, 0, 0);
if (nSize <= 0)
return NULL;
WCHAR* pwszDst = new WCHAR[nSize + 1];
if (NULL == pwszDst)
return NULL;
MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, (LPCSTR)pszSrc, nLen, pwszDst, nSize);
pwszDst[nSize] = 0;
if (pwszDst[0] == 0xFEFF) // skip 0xFEFF
for (int i = 0; i < nSize; i++)
pwszDst[i] = pwszDst[i + 1];
std::wstring wcharString(pwszDst);
delete[] pwszDst;
pwszDst = nullptr;
return wcharString;
}
以下为打开串口的封装:
bool WindowsSerialPort::openCom()
{
bool open = false;
#ifdef _WIN32
DCB dcb;
SecureZeroMemory(&dcb, sizeof(DCB));
auto comName = ansi2Wchar(m_portName.c_str(), m_portName.size());
#ifdef UNICODE
wchar_t* buffer = new wchar_t[m_portName.size()];
MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, m_portName.c_str(), m_portName.size(), buffer, m_portName.size() * sizeof(wchar_t));
buffer[m_portName.size()] = 0;
m_port = ::CreateFile(buffer, GENERIC_WRITE | GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_NO_BUFFERING, NULL);
delete[] buffer;
buffer = NULL;
#else
m_port = ::CreateFile(m_portName.c_str(), GENERIC_WRITE | GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
#endif
if (m_port == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
open = false;
LOGGING_ERROR("%s is invalid", m_portName.c_str());
m_port = INVALID_HANDLE_VALUE;
return open;
}
if (!GetCommState(m_port, &dcb))
{
open = false;
LOGGING_ERROR("%s cannot get status", m_portName.c_str());
m_port = INVALID_HANDLE_VALUE;
return open;
}
dcb.BaudRate = m_baud;
dcb.ByteSize = 8;
dcb.fParity = NOPARITY;
dcb.Parity = NOPARITY;
dcb.StopBits = 0;
dcb.fInX = 0;
dcb.fOutX = 0;
dcb.fOutxCtsFlow = 0;
dcb.fRtsControl = 0;
auto err = SetCommState(m_port, &dcb);
if (!err)
{
open = false;
LOGGING_ERROR("%s cannot set comm status", m_portName.c_str());
m_port = INVALID_HANDLE_VALUE;
return open;
}
COMMTIMEOUTS timeout;
memset(&timeout, 0, sizeof(timeout));
GetCommTimeouts(m_port, &timeout);
// TODO: 可能需要根据实际情况调整该参数
timeout.ReadTotalTimeoutConstant = 50;
timeout.ReadIntervalTimeout = 10;
SetCommTimeouts(m_port, &timeout);
open = true;
#endif
return open;
}
COMMTIMEOUTS主要用于串口超时参数设置。
COMMTIMEOUTS结构如下:
typedef struct _COMMTIMEOUTS {
DWORD ReadIntervalTimeout; //间隔超时
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier;
DWORD ReadTotalTimeoutConstant;
DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier;
DWORD WriteTotalTimeoutConstant;
} COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;
间隔超时 = ReadIntervalTimeout 总超时 = ReadTotalTimeoutMultiplier * 字节数 + ReadTotalTimeoutConstant
// COMMTIMEOUTS对象 COMMTIMEOUTS comTimeOut;
// 接收时,两字符间最大的时延
comTimeOut.ReadIntervalTimeout = 3;
// 读取每字节的超时
comTimeOut.ReadTotalTimeoutMultiplier = 3;
// 读串口数据的固定超时 // 总超时 = ReadTotalTimeoutMultiplier * 字节数 ReadTotalTimeoutConstant
comTimeOut.ReadTotalTimeoutConstant = 2;
// 写每字节的超时
comTimeOut.WriteTotalTimeoutMultiplier = 3;
// 写串口数据的固定超时
comTimeOut.WriteTotalTimeoutConstant = 2;
// 将超时参数写入设备控制
SetCommTimeouts(handlePort_,&comTimeOut);
ReadIntervalTimeout 指定通讯线上两个字符到达的最大时延,以毫秒为单位。在ReadFile操作期间,时间周期从第一个字符接收到算起。如果收到的两个字符之间的间隔超过该值,ReadFile操作完毕并返回所有缓冲数据。如果ReadIntervalTimeout为0,则该值不起作用。 如果值为MAXDWORD, 并且ReadTotalTimeoutConstant和ReadTotalTimeoutMultiplier两个值都为0, 则指定读操作携带已经收到的字符立即返回,即使没有收到任何字符。 ReadTotalTimeoutMultiplier 指定以毫秒为单位的累积值。用于计算读操作时的超时总数。对于每次读操作,该值与所要读的字节数相乘。 ReadTotalTimeoutConstant 指定以毫秒为单位的常数。用于计算读操作时的超时总数。对于每次读操作,ReadTotalTimeoutMultiplier与所要读的字节数相乘后与该值相加。 如果ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant都为0,则在读操作时忽略总超时数。 WriteTotalTimeoutMultiplier 指定以毫秒为单位的累积值。用于计算写操作时的超时总数。对于每次写操作,该值与所要写的字节数相乘。 WriteTotalTimeoutConstant 指定以毫秒为单位的常数。用于计算写操作时的超时总数。对于每次写操作, WriteTotalTimeoutMultiplier与所要写的字节数相乘后与该值相加。 如果 WriteTotalTimeoutMultiplier 和 WriteTotalTimeoutConstant都为0,则在写操作时忽略总超时数。 提示:用户设置通讯超时后,如没有出错,串口已经被打开。
串口读取事件分为两个阶段: 第一个阶段:串口执行到ReadFile()函数时,串口还没有开始传输数据,所以串口缓冲区的第一个字节是没有装数据的,这时候总超时起作用,如果在总超时时间内没有进行串口数据的传输,ReadFile()函数就返回,当然 没有读取到任何数据。而且,间隔超时并没有起作用。
第二阶段:假设总超时为20秒,程序运行到ReadFile(),总超时开始从0 计时,如果在计时到达10秒时,串口开始了数据的传输。那么从接收的第一个字节开始,间隔超时就开始计时,假如间隔超时为1ms,那么在读取完第一个字节后,串口开始等待1ms,如果1ms之内接收到了第二个字节,就读取第二个字节,间隔超时重置为0并计时,等待第三个字节的到来。如果第三个字节到来的时间超过了1ms,那么ReadFile()函数立即返回,这时候总超时计时是没到20秒的。
如果在20秒总计时时间结束之前,所有的数据都遵守数据间隔为1ms的约定并陆陆续续的到达串口缓冲区,那么就成功进行了一次串口传输和读取;如果20秒总计时时间到,串口还陆陆续续的有数据到达,即使遵守字节间隔为1ms的约定,ReadFile()函数也会立即返回,这时候总超时就起作用了。
总结,总超时在两种情况下起作用: 第一:串口没进行数据传输,等待总超时时间那么长ReadFile()才返回。非正常数据传输 第二:数据太长,总超时设置太短,数据还没读取完就返回了。读取的数据是不全的。
间隔超时触发是有条件的: 第一:在总超时时间内。 第二:串口进行了数据的传输。 成功的进行一次串口数据的传输和读取,只有总超时和间隔超时相互参与配合才能完成。
串口数据发送多作为写文件处理的,程序员可以应用文件操作函数发送数据到串口。采用WriteFile函数发送数据到串口。
BOOL
WINAPI
WriteFile(
_In_ HANDLE hFile,
_In_reads_bytes_opt_(nNumberOfBytesToWrite) LPCVOID lpBuffer,
_In_ DWORD nNumberOfBytesToWrite,
_Out_opt_ LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,
_Inout_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
if (WriteFile(handlePort_, // 文件句柄
outputData, // 数据缓冲区指针
sizeBuffer, // 字节数
&length,
NULL) == 0) // 接收成功发送数据长度的指针
{
AfxMessageBox("writing of serial communication has problem."); return FALSE;
}
inline std::string stringToHex(const std::string& data)
{
const std::string hex = "0123456789ABCDEF";
std::stringstream ss;
for (std::string::size_type i = 0; i < data.size(); ++i)
ss << "0x" << hex[(unsigned char)data[i] >> 4] << hex[(unsigned char)data[i] & 0xf] << " ";
return ss.str();
}
......
LOGGING_DEBUG("send:%s", stringToHex(send).data());
std::cout << "->send:" << stringToHex(send) << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(5));
PurgeComm(m_port, PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXCLEAR);
DWORD dwWrite = 0;
DWORD dwRet = WriteFile(m_port, send.c_str(), send.size(), &dwWrite, NULL);
PurgeComm(m_port, PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXCLEAR);
if (!dwRet)
{
errorCode = base_module_error::make_error_code(base_module_error::BaseModuleErrorCode::serial_port_write_error);
return;
}
串口数据接收多作为读文件处理。程序员可以应用文件操作函数从串口接收数据。用ReadFile函数接收串口的数据。
if (ReadFile(handlePort_, // 句柄
inputData, // 数据缓冲区指针
sizeBuffer, // 字节数
&length, // 指向已经读入的字节数
NULL) == 0) // 重叠I/O结构体
{
AfxMessageBox("Reading of serial communication has problem."); return FALSE;
}
char _buf;
DWORD dwRead;
//clock_t begin,end;
auto begin = std::chrono::system_clock::now();
BOOL bReadOK = ReadFile(m_port, &_buf, 1, &dwRead, NULL);
auto spend = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(std::chrono::system_clock::now() - begin).count();
if(spend != 0){
//计算花费时间
LOGGING_DEBUG("spend:%d ms",spend);
}
if (bReadOK && (dwRead > 0))
return static_cast<uint8_t>(_buf);
else
{
if(GetLastError()!=0){
LOGGING_ERROR("ReadFile error,GetLastError:%u", GetLastError());
std::cout << "ReadFile error,GetLastError:" << GetLastError() << std::endl;
}
errorCode = base_module_error::make_error_code(base_module_error::BaseModuleErrorCode::serial_port_read_error);
return 0;
}
std::string WindowsSerialPort::getFrameData(const std::string& sd)
{
char sendDataArray[50];
memset(sendDataArray, 0xFC, sizeof(sendDataArray));
char* pSendDataArray = sendDataArray;
memcpy((pSendDataArray + 3), sd.c_str(), sd.size());
uint8_t crcHi, crcLo;
auto* pDat = reinterpret_cast<uint8_t*>(const_cast<char*>(sd.data()));
CRCCal(pDat, sd.size(), &crcHi, &crcLo);
sendDataArray[sd.size() + 3] = (char)(crcLo & 0x00FFU);
sendDataArray[sd.size() + 4] = (char)(crcHi & 0x00FFU);
std::string _send(pSendDataArray, sd.size() + 3 + 2);
pSendDataArray = nullptr;
pDat = nullptr;
return _send;
}
void WindowsSerialPort::CRCCal(uint8_t* pnt, uint8_t len, uint8_t* CrcHi, uint8_t* CrcLo)
{
uint8_t i;
uint16_t crc = 0;
while (len-- != 0)
{
for (i = 0x80; i != 0; i /= 2)
{
if ((crc & 0x8000U) != 0)
{
crc *= 2;
crc ^= 0x1021U;
}
else
{
crc *= 2;
}
if ((*pnt & i) != 0)
crc ^= 0x1021U;
}
pnt++;
}
*CrcHi = crc >> 8U;
*CrcLo = crc & 0xFFU;
}
可以调用CloseHandle API函数关闭串口。
if(CloseHandle(handlePort_) == 0) // 调用该函数关闭串口
{
AfxMessageBox("Port Closeing isn''t successed."); return FALSE;
}
虚拟内存是您的程序处理的内容。它由所有由malloc,new等人返回的地址组成。每个进程都有自己的虚拟地址空间。虚拟地址的使用在理论上受到程序地址大小的限制:32位程序具有4GB的地址空间; 64位程序有更多。实际上,一个进程可以分配的虚拟内存量少于这些限制。
物理内存是芯片焊接到您的主板,或安装在您的内存插槽。在任何给定时间使用的物理内存量都限制在计算机中的物理内存量。
虚拟内存子系统将您的程序使用的虚拟地址映射到CPU发送到RAM芯片的物理地址。 在任何特定时刻,大部分分配的虚拟地址都是未映射的;因此物理内存使用低于虚拟内存使用。 如果访问已分配但未映射的虚拟地址,操作系统会无形地分配物理内存并将其映射。 如果不访问虚拟地址,操作系统可能会取消映射物理内存。 应用程序一般使用malloc,calloc,realloc,new等函数从堆中分配到一块内存,使用完后,程序未调用对应的free或delete释放该内存块,从而导致内存泄漏。
所以内存泄漏会导致进程的虚拟内存使用不断增加,而由于申请后未被访问使用,所以并不会映射到物理内存占用电脑内存资源(这样系统可以防止某个恶心进程占着茅坑不拉屎…)。 当是如果程序运行的事件够长,每次泄漏不断累积,长期下去虚拟内存空间也会被全部用完,此时系统会使用系统的硬盘存储充当虚拟内存的扩展,如使用C盘空间(操作据编译器不同而不同),所以这样漏下去还是会导致电脑系统卡顿甚至蓝屏。
COMMTIMEOUTS主要用于串口超时参数设置_liuzhuomju的博客-CSDN博客
串口通讯超时的设置与含义(COMMTIMEOUTS) | 超时
ReadFile function (fileapi.h) - Win32 apps | Microsoft Docs
使用Win32创建串口通讯程序-ztemt-ChinaUnix博客
虚拟内存以及进程的虚拟内存分布(第六章)_ivy_0709的博客-CSDN博客_虚拟内存分布
扫码关注腾讯云开发者
领取腾讯云代金券
Copyright © 2013 - 2025 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有
深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号:粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569
腾讯云计算(北京)有限责任公司 京ICP证150476号 | 京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287
Copyright © 2013 - 2025 Tencent Cloud.
All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有