深入Windows通信编程
Windows与DOS编程的重要差别在于Windows程序是消息驱动和设备统一管理。体现在通信方面,DOS中的寄存器直接读写、BIOS调用和通信中断程序等编程方法都不能或不宜采用。Windows通过通信驱动程序COMM.DRV与硬件接口,向程序员提供了多达17个标准函数,功能强大,但也增加了理解和编程的难度。
Windows3.1通信函数主要有:
OpenComm
打开一通信设备
BuildCimmDCB将一设备定义字符串转变为DCB数据结构
EnableCommNotification使能或禁止传送WM_COMMNOTIFY消
息
SetCommState设置通信设备状态
SetCommEventMask设置通信事件掩码
ReadComm从通信设备读字符
WriteComm向通信设备写字符
FlushComm清除一发送或接收队列
GetCommEventMask返回通信事件掩码
GetCommState返回设备控制块(DCB)
GetCommError恢复通信设备状态
CloseComm关闭一通信设备
DCB数据结构、其它通信函数及各函数的具体用法请参见有关资料。
一般Windows通信编程应包括两部分:设备初始化及WM_COMMNOTIF
Y消息处理。
设备初始化典型流程如图1。
图1
WM_COMMNOTIFY消息处理典型流程如图2。
图2
对于大多数实际通信来说,可能只需要处理流程图中的一部分。
设备初始化及WM_COMMNOTIFY消息处理两部分密切相关。所有类型WM_COMMNOTIFY消息的传送都是因为在初始化函数中进行了相应的设置。
换言之,可以根据通信的实际情况有选择地设置,控制Windows向应用程序发送的WM_COMMNOTIFY消息的数量和类型,以期达到高效、可靠的通信。例如,对于固定长度消息型的通信可以在EnableCommNotification函数中设置cbWriteNotify和cbOutQueue参数为消息长度;对于以固定字符结尾的消息型通信可以在事件掩码中包括EV_RXFLAG,将DCB数据结构中的EvtChar变量置为结尾字符,然后调用SetCommState和SetCommEventMask函数;对于遵循V.25bis之类协议的通信,由于用到了大量信号线来作握手信号,则事件掩码中要包含EV_CTS、EV_DSR、EV_RSLD及EV_RING等;而对于文件传送型的通信,则宜将OpenComm函数中的cbInQue和cbOutQue变量、EnablecCommNotification中的cbWriteNotify和cbOutQueue变量设置为较大值,以加快文件传送速度。
二、Windows通信疑难探讨
现将笔者在实际编程中遇到的疑难和解决办法描述如下,希望对遇到类似问题的朋友有所启发。
1.怎样用Windows未提供的波特率通信?
Windows提供了由110bps至256000bps共十三种波特率,一般情况下已足够使用。但在某种特定情况下,例如通信对方使用150bps、又无法要求对方改变波特率时,Windows通信就比较困难了。
首先想到的解决方法是直接调用BIOS中断14H来设置波特率(DOS提供了150bps的波特率)。结果是Windows屏蔽了该中断,尝试失败。
最后的是采用"蒙混过关"的办法解决问题的:首先,以任一Windows支持的波特率(例如300bps)构造通信参数字符串,调用BuildCommDCB产生DCB数据结构;然后调用SetCommState设置通信参数;最后再调用自编函数直接修改串口通信寄存器的值。经实验,设置成功,且对Windows程序运行无任何不良影响。
2.接收数据为何"丢失"?
通过设置EnableCommNotification函数中的cbWriteNotify参数(在发送WM_COMMNOTIFY消息之前,通信设备驱动程序必须向应用程序出入队列中写入的字节数),可以使系统每收到固定个字符发出一WM_COMMNOTIFY消息,这对于固定长度消息型的通信是很方便的。但实际应用时有时会发生接收数据"丢失"现象,即收到WM_COMMNOTIFY消息后从接收队列读出cbNotify个数据时,发现只有前面部分数据正确。
经检查,"丢失"现象是由于接收数据超时引起的,当通信对方时钟频率较低时,规定时间内收不到cbWriteNotify指定的数据量,即所谓"超时",Windows照样向应用程序发送带CN_RECEIVE标志的WM_COMMNOTI
FY消息。然后,在应用程序输入队列数据读出之前,Windows不再发送该类消息。
解决的方法是减小cbWriteNotify的设定值直到不再发生"超时"现象。
发送数据时同样应正确设定cbOutQue值,以免产生"超时"现象。
如果将cbWriteNotify或cbOutQue设为-1,则Windows不传送带CN_RECEIVE或CN_TRANSMIT标志的WM_COMMNOTIFY消息。
3.怎样合理使用FlushComm与GetCommError函数?
FlushComm函数的功能是清除指定设备接收或发送队列。GetCommError函数的功能是返回指定设备最近错误码和当前状态,更重要的是"解锁"功能:当出现通信错误时,Windows会锁死通信端口直到调用GetCommError。
调用FlushComm的时机很重要,如果通信端口发生错误,不调用该函数就有可能会使接收队列包含不期望的数据;若随便调用该函数,也有可能造成尚未读入或发出的数据丢失。总之,调用该函数要做到"心中有数"。
为了合理调用FlushComm和GetCommError函数,建议在事件掩码中包含EV_ERR与EV_BREAK。
4.Windows多串口通信
Windows最多可支持四个串口的通信,但对于ISA总线的PC,由于其COM1与COM3、COM2与COM4分别共用IRQ3和IRQ4,所以只能同时使用两个串口。MCA、EISA总线系统没有此限制。
如果需要使用的端口不止四个,可以在PC护展槽中加插多用户卡,如美国的Comtrol、的Moxa(摩莎)等,就可以支持几个到几十个串口,加上随卡提供的Windows驱动程序,就可以进行多串口通信。具体用法请参阅扩展卡说明书。
三、Windows通信实例
实例的通信环境为:本方COMPAQ 4/50微机,安装中文Windows3.2;对方为8031单片机。通信参数设置:波特率150bps,数据位8,停止位1,无校验。通信协议是:对方发FF,本方收到后回0F,对方收到0F后发一条十字节的消息,本方回0F,结束一次通信。
编程环境为中文Windows3
#include<windows.h>
#include<owl.h>
#include<window.h>
#include<string.h>
int COM=1;//串口号
unsigned char ReceiveBuff〔11〕;//接收数据缓存
_CLASSDEF(TCommApp)
class TCommApp: public Tapplication
{
public:
TCommApp(LPSTR AName, HINSTANCE hInstance, HINSTANCE
HPrevInstance, LPSTR 1p
CmdLine, int nCmdshow)
:TApplication(AName, hInstance, hPrevInstance, 1pCmd
Line, nCmdShow){};
virtual void InitMain Window();
};
_CLASSDEF(TCommWin)//主窗口类
class TComm Win: public TWindow
{
public:
TComm Win(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle):
TWindow(AParent, Atitle){}
int InitCom();
void SetBaud();//设置Windows不支持的波特率
virtual BOOL WMCommNotify(TMessage & Mg)=〔WM_FIRST+
WM_COMMNOTIFY〕;
virtual void Setup Window();
};
//该函数设置串口2的波特率为150bps,若用Windows提//供的波特率通信,则无须该函数
Void TCommWin::SetBaud()
{
asm cli;
asm mov dx,2fbh;
asm mov al,80h;
asm out dx,al;
asm mov dx,2f8h;
asm mov al,00h;
asm out dx,al;
asm mov dx,2f9h;
asm mov al,3;
asm out dx,al;
asm mov dx,2fbh;
asm mov al,03;
asm out dx,al;
asm mov dx,2fch;
asm mov al,0bh;
asm out dx,al;
asm mov dx,2f9h;
asm mov al,0fh;
asm out dx,al;
asm mov al,20h;
asm out 21h,al;
asm sti;
}
int TComm Win::InitCom()
{
char str〔20〕,s〔2〕;
int COMid,err;
DCB dcb;//设备控制块
UINT Mask=EV_BREAK|EV_ERR|EV_RXFLAG;//事件掩码
strcpy(str,"COM");
strcat(str,itoa(COM+1,s,10));
COMid=OpenComm(str,128,1);
if(COMid<0) return COMid;
strcat(str,":300,n,8,1");
err=BuildCommDCB(str,&dcb);
dcb.EvtChar=-1;//事件字符0xff
err=SetCommState(&dcb);
SetBaud();
if(err>0) return err;
FlushComm(COMid,1);
if(!EnableComunNotification(COMid,HWindow,10,-1))
return -1;
SetCommEventMask(COMid,Mask);
return COMid;
}
void TCommWin::SetupWindow()
{
TWindow::SetupWindow();
InitCom();
}
BOOL TCommWin::WMCommNotify(TMessage &Mg)
{
UINT flag=0;
int id;
COMSTAT stat;
unsigned char SendChar;
static unsigned char
*p=ReceiveBuff;
static num=0;
int ret;
id=Mg.WParam;
switch(Mg.LP.Lo)
{
case CN_EVENT://有事件掩码中定义的事件发生
flag=GetCommEventMask(id,EV_BREAK);
if(flag & EV_BREAK)
FlushComm(id,1);
flag=GetCommEventMask(id,EV_RXFLAG);
if(flag & EV_ERR)
FlushComm(id,1);
flag=GetCommEventMask(id,EV_RXFLAG);
if(flag & EV_RXFLAG)//收到了事件字符0xff
{
SendChar=0x0f;
WriteComm(id,& SendChar,1);//向对方回0x0f
}
break;
case CN_RECEIVE://接收到了规定个字符或超时
do
{
ret=ReadComm(id,p,1);
if(ret>0)
{
p++;
num++;
}
}while((ret>0)&(num<10));
if(num>=10)//接收完一条消息
{
num=0;
//此处处理接收到的消息
p=ReceiveBuff;
SendChar=0x0f;
WriteComm(id,& SendChar,1);//向对方回0x0f
FlushComm(id,1);
}break;
}
flag=GetCommError(id,&stat);//消除错误(若有)
return 1;
}
void TCommApp::InitMainWindow()
{
MainWindow=new TCommWin(NULL, "Windows通信示例");
}
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevI
nstance,LPSTR 1pCmdLine,
int nCmdShow)
{
TCommApp CommApp("通信", hInstance,hPrevInstance,1pC
mdLine, nCmdShow);
CommApp.Run();
return CommApp.Status;
}