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Win 32系統(tǒng)為串行通信提供了全新的服務(wù)。傳統(tǒng)的OpenComm、ReadComm、WriteComm、CloseComm等函數(shù)已經(jīng)過(guò)時(shí)，WM_COMMNOTIFY消息也消失了。取而代之的是文件I/O函數(shù)提供的打開和關(guān)閉通信資源句柄及讀寫操作的基本接口。
新的文件I/O函數(shù)(CreateFile、ReadFile、WriteFile等)支持重疊式輸入輸出，這使得線程可以從費(fèi)時(shí)的I/O操作中解放出來(lái)，從而極大地提高了程序的運(yùn)行效率。 12.3.1 串行口的打開和關(guān)閉 Win 32系統(tǒng)把文件的概念進(jìn)行了擴(kuò)展。無(wú)論是文件、通信設(shè)備、命名管道、郵件槽、磁盤、還是控制臺(tái)，都是用API函數(shù)CreateFile來(lái)打開或創(chuàng)建的。該函數(shù)的聲明為： HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName, // 文件名 DWORD dwDesiredAccess, // 訪問(wèn)模式 DWORD dwShareMode, // 共享模式 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // 通常為NULL DWORD dwCreationDistribution, // 創(chuàng)建方式 DWORD dwFlagsAndAttributes, // 文件屬性和標(biāo)志 HANDLE hTemplateFile // 臨時(shí)文件的句柄，通常為NULL
如果調(diào)用成功，那么該函數(shù)返回文件的句柄，如果調(diào)用失敗，則函數(shù)返回INVALID_HANDLE_VALUE。 如果想要用重疊I/O方式（參見12.3.3）打開COM2口，則一般應(yīng)象清單12.4那樣調(diào)用CreateFile函數(shù)。注意在打開一個(gè)通信端口時(shí)，應(yīng)該以獨(dú)占方式打開，另外要指定GENERIC_READ、GENERIC_WRITE、OPEN_EXISTING和FILE_ATTRIBUTE_NORMAL等屬性。如果要打開重疊I/O，則應(yīng)該指定 FILE_FLAG_OVERLAPPED屬性。
清單12.4 HANDLE hCom; DWORD dwError; hCom=CreateFile(“COM2”, // 文件名 GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 允許讀和寫 0, // 獨(dú)占方式 NULL, OPEN_EXISTING, //打開而不是創(chuàng)建 FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED, // 重疊方式 NULL ); if(hCom = = INVALID_HANDLE_VALUE) { dwError=GetLastError( ); . . . // 處理錯(cuò)誤 } 當(dāng)不再使用文件句柄時(shí)，應(yīng)該調(diào)用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉之。 12.3.2 串行口的初始化 在打開通信設(shè)備句柄后，常常需要對(duì)串行口進(jìn)行一些初始化工作。這需要通過(guò)一個(gè)DCB結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。DCB結(jié)構(gòu)包含了諸如波特率、每個(gè)字符的數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗(yàn)和停止位數(shù)等信息。在查詢或配置置串行口的屬性時(shí)，都要用DCB結(jié)構(gòu)來(lái)作為緩沖區(qū)。 調(diào)用GetCommState函數(shù)可以獲得串口的配置，該函數(shù)把當(dāng)前配置填充到一個(gè)DCB結(jié)構(gòu)中。一般在用CreateFile打開串行口后，可以調(diào)用GetCommState函數(shù)來(lái)獲取串行口的初始配置。要修改串行口的配置，應(yīng)該先修改DCB結(jié)構(gòu)，然后再調(diào)用SetCommState函數(shù)用指定的DCB結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置串行口。 除了在DCB中的設(shè)置外，程序一般還需要設(shè)置I/O緩沖區(qū)的大小和超時(shí)。Windows用I/O緩沖區(qū)來(lái)暫存串行口輸入和輸出的數(shù)據(jù)，如果通信的速率較高，則應(yīng)該設(shè)置較大的緩沖區(qū)。調(diào)用SetupComm函數(shù)可以設(shè)置串行口的輸入和輸出緩沖區(qū)的大小。 在用ReadFile和WriteFile讀寫串行口時(shí)，需要考慮超時(shí)問(wèn)題。如果在指定的時(shí)間內(nèi)沒有讀出或?qū)懭胫付〝?shù)量的字符，那么ReadFile或WriteFile的操作就會(huì)結(jié)束。要查詢當(dāng)前的超時(shí)設(shè)置應(yīng)調(diào)用GetCommTimeouts函數(shù)，該函數(shù)會(huì)填充一個(gè)COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)。調(diào)用SetCommTimeouts可以用某一個(gè)COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)的內(nèi)容來(lái)設(shè)置超時(shí)。 有兩種超時(shí)：間隔超時(shí)和總超時(shí)。間隔超時(shí)是指在接收時(shí)兩個(gè)字符之間的最大時(shí)延，總超時(shí)是指讀寫操作總共花費(fèi)的最大時(shí)間。寫操作只支持總超時(shí)，而讀操作兩種超時(shí)均支持。用COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)可以規(guī)定讀/寫操作的超時(shí)，該結(jié)構(gòu)的定義為：
COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)的成員都以毫秒為單位?？偝瑫r(shí)的計(jì)算公式是： 總超時(shí)=時(shí)間系數(shù)×要求讀/寫的字符數(shù) + 時(shí)間常量 例如，如果要讀入10個(gè)字符，那么讀操作的總超時(shí)的計(jì)算公式為： 讀總超時(shí)＝ReadTotalTimeoutMultiplier×10 + ReadTotalTimeoutConstant 可以看出，間隔超時(shí)和總超時(shí)的設(shè)置是不相關(guān)的，這可以方便通信程序靈活地設(shè)置各種超時(shí)。 如果所有寫超時(shí)參數(shù)均為0，那么就不使用寫超時(shí)。如果ReadIntervalTimeout為0，那么就不使用讀間隔超時(shí)，如果ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant都為0，則不使用讀總超時(shí)。如果讀間隔超時(shí)被設(shè)置成MAXDWORD并且兩個(gè)讀總超時(shí)為0，那么在讀一次輸入緩沖區(qū)中的內(nèi)容后讀操作就立即完成，而不管是否讀入了要求的字符。 在用重疊方式讀寫串行口時(shí)，雖然ReadFile和WriteFile在完成操作以前就可能返回，但超時(shí)仍然是起作用的。在這種情況下，超時(shí)規(guī)定的是操作的完成時(shí)間，而不是ReadFile和WriteFile的返回時(shí)間。 清單12.5列出了一段簡(jiǎn)單的串行口初始化代碼。
清單12.5 打開并初始化串行口 HANDLE hCom; DWORD dwError; DCB dcb; COMMTIMEOUTS TimeOuts; hCom=CreateFile(“COM2”, // 文件名 GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 允許讀和寫 0, // 獨(dú)占方式 NULL, OPEN_EXISTING, //打開而不是創(chuàng)建 FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED, // 重疊方式 NULL ); if(hCom = = INVALID_HANDLE_VALUE) { dwError=GetLastError( ); . . . // 處理錯(cuò)誤 }
SetupComm( hCom, 1024, 1024 ) //緩沖區(qū)的大小為1024
TimeOuts. ReadIntervalTimeout=1000; TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500; TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000; TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500; TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=5000; SetCommTimeouts(hCom, &TimeOuts); // 設(shè)置超時(shí)
GetCommState(hCom, &dcb); dcb.BaudRate=2400; // 波特率為2400 dcb.ByteSize=8; // 每個(gè)字符有8位 dcb.Parity=NOPARITY; //無(wú)校驗(yàn) dcb.StopBits=ONESTOPBIT; //一個(gè)停止位 SetCommState(hCom, &dcb);
12.3.3 重疊I/O 在用ReadFile和WriteFile讀寫串行口時(shí)，既可以同步執(zhí)行，也可以重疊（異步）執(zhí)行。在同步執(zhí)行時(shí)，函數(shù)直到操作完成后才返回。這意味著在同步執(zhí)行時(shí)線程會(huì)被阻塞，從而導(dǎo)致效率下降。在重疊執(zhí)行時(shí)，即使操作還未完成，調(diào)用的函數(shù)也會(huì)立即返回。費(fèi)時(shí)的I/O操作在后臺(tái)進(jìn)行，這樣線程就可以干別的事情。例如，線程可以在不同的句柄上同時(shí)執(zhí)行I/O操作，甚至可以在同一句柄上同時(shí)進(jìn)行讀寫操作。“重疊”一詞的含義就在于此。 ReadFile函數(shù)只要在串行口輸入緩沖區(qū)中讀入指定數(shù)量的字符，就算完成操作。而WriteFile函數(shù)不但要把指定數(shù)量的字符拷入到輸出緩沖中，而且要等這些字符從串行口送出去后才算完成操作。 ReadFile和WriteFile函數(shù)是否為執(zhí)行重疊操作是由CreateFile函數(shù)決定的。如果在調(diào)用CreateFile創(chuàng)建句柄時(shí)指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志，那么調(diào)用ReadFile和WriteFile對(duì)該句柄進(jìn)行的讀寫操作就是重疊的，如果未指定重疊標(biāo)志，則讀寫操作是同步的。 函數(shù)ReadFile和WriteFile的參數(shù)和返回值很相似。這里僅列出ReadFile函數(shù)的聲明： BOOL ReadFile(
需要注意的是如果該函數(shù)因?yàn)槌瑫r(shí)而返回，那么返回值是TRUE。參數(shù)lpOverlapped在重疊操作時(shí)應(yīng)該指向一個(gè)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)，如果該參數(shù)為NULL，那么函數(shù)將進(jìn)行同步操作，而不管句柄是否是由FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志建立的。 當(dāng)ReadFile和WriteFile返回FALSE時(shí)，不一定就是操作失敗，線程應(yīng)該調(diào)用GetLastError函數(shù)分析返回的結(jié)果。例如，在重疊操作時(shí)如果操作還未完成函數(shù)就返回，那么函數(shù)就返回FALSE，而且GetLastError函數(shù)返回ERROR_IO_PENDING。 在使用重疊I/O時(shí)，線程需要?jiǎng)?chuàng)建OVERLAPPED結(jié)構(gòu)以供讀寫函數(shù)使用。OVERLAPPED結(jié)構(gòu)最重要的成員是hEvent，hEvent是一個(gè)事件對(duì)象句柄，線程應(yīng)該用CreateEvent函數(shù)為hEvent成員創(chuàng)建一個(gè)手工重置事件，hEvent成員將作為線程的同步對(duì)象使用。如果讀寫函數(shù)未完成操作就返回，就那么把hEvent成員設(shè)置成無(wú)信號(hào)的。操作完成后（包括超時(shí)），hEvent會(huì)變成有信號(hào)的。 如果GetLastError函數(shù)返回ERROR_IO_PENDING，則說(shuō)明重疊操作還為完成，線程可以等待操作完成。有兩種等待辦法：一種辦法是用象WaitForSingleObject這樣的等待函數(shù)來(lái)等待OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的hEvent成員，可以規(guī)定等待的時(shí)間，在等待函數(shù)返回后，調(diào)用GetOverlappedResult。另一種辦法是調(diào)用GetOverlappedResult函數(shù)等待，如果指定該函數(shù)的bWait參數(shù)為TRUE，那么該函數(shù)將等待OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的hEvent 事件。GetOverlappedResult可以返回一個(gè)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)來(lái)報(bào)告包括實(shí)際傳輸字節(jié)在內(nèi)的重疊操作結(jié)果。 如果規(guī)定了讀/寫操作的超時(shí)，那么當(dāng)超過(guò)規(guī)定時(shí)間后，hEvent成員會(huì)變成有信號(hào)的。因此，在超時(shí)發(fā)生后，WaitForSingleObject和GetOverlappedResult都會(huì)結(jié)束等待。WaitForSingleObject的dwMilliseconds參數(shù)會(huì)規(guī)定一個(gè)等待超時(shí)，該函數(shù)實(shí)際等待的時(shí)間是兩個(gè)超時(shí)的最小值。注意GetOverlappedResult不能設(shè)置等待的時(shí)限，因此如果hEvent成員無(wú)信號(hào)，則該函數(shù)將一直等待下去。 在調(diào)用ReadFile和WriteFile之前，線程應(yīng)該調(diào)用ClearCommError函數(shù)清除錯(cuò)誤標(biāo)志。該函數(shù)負(fù)責(zé)報(bào)告指定的錯(cuò)誤和設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。 調(diào)用PurgeComm函數(shù)可以終止正在進(jìn)行的讀寫操作，該函數(shù)還會(huì)清除輸入或輸出緩沖區(qū)中的內(nèi)容。
12.3.4 通信事件 在Windows 95/NT中，WM_COMMNOTIFY消息已經(jīng)取消，在串行口產(chǎn)生一個(gè)通信事件時(shí)，程序并不會(huì)收到通知消息。線程需要調(diào)用WaitCommEvent函數(shù)來(lái)監(jiān)視發(fā)生在串行口中的各種事件，該函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)返回一個(gè)事件屏蔽變量，用來(lái)指示事件的類型。線程可以用SetCommMask建立事件屏蔽以指定要監(jiān)視的事件，表12.4列出了可以監(jiān)視的事件。調(diào)用GetCommMask可以查詢串行口當(dāng)前的事件屏蔽。
表12.4 通信事件
WaitCommEvent即可以同步使用，也可以重疊使用。如果串口是用FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志打開的，那么WaitCommEvent就進(jìn)行重疊操作，此時(shí)該函數(shù)需要一個(gè)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)。線程可以調(diào)用等待函數(shù)或GetOverlappedResult函數(shù)來(lái)等待重疊操作的完成。 當(dāng)指定范圍內(nèi)的某一事件發(fā)生后，線程就結(jié)束等待并把該事件的屏蔽碼設(shè)置到事件屏蔽變量中。需要注意的是，WaitCommEvent只檢測(cè)調(diào)用該函數(shù)后發(fā)生的事件。例如，如果在調(diào)用WaitCommEvent前在輸入緩沖區(qū)中就有字符，則不會(huì)因?yàn)檫@些字符而產(chǎn)生EV_RXCHAR事件。 如果檢測(cè)到輸入的硬件信號(hào)（如CTS、RTS和CD信號(hào)等）發(fā)生了變化，線程可以調(diào)用GetCommMaskStatus函數(shù)來(lái)查詢它們的狀態(tài)。而用EscapeCommFunction函數(shù)可以控制輸出的硬件信號(hào)（如DTR和RTS信號(hào)）。
為了使讀者更好地掌握本章的概念，這里舉一個(gè)具體實(shí)例來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。如圖12.1所示，例子程序名為Terminal，是一個(gè)簡(jiǎn)單的TTY終端仿真程序。讀者可以用該程序打開一個(gè)串行口，該程序會(huì)把用戶的鍵盤輸入發(fā)送給串行口，并把從串口接收到的字符顯示在視圖中。用戶通過(guò)選擇File->Connect命令來(lái)打開串行口，選擇File->Disconnect命令則關(guān)閉串行口。
圖12.1 Terminal終端仿真程序 當(dāng)用戶選擇File->Settings...命令時(shí)，會(huì)彈出一個(gè)Communication settings對(duì)話框，如圖12.2所示。該對(duì)話框主要用來(lái)設(shè)置串行口，包括端口、波特率、每字節(jié)位數(shù)、校驗(yàn)、停止位數(shù)和流控制。
圖12.2 Communication settings對(duì)話框
通過(guò)該對(duì)話框也可以設(shè)置TTY終端仿真的屬性，如果選擇New Line（自動(dòng)換行），那么每當(dāng)從串口讀到回車符(‘\r’)時(shí)，視圖中的正文就會(huì)換行，否則，只有在讀到換行符(‘\n’)時(shí)才會(huì)換行。如果選擇Local echo（本地回顯），那么發(fā)送的字符會(huì)在視圖中顯示出來(lái)。 終端仿真程序的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)的傳輸沒有規(guī)律。因?yàn)殒I盤輸入速度有限，所以發(fā)送的數(shù)據(jù)量較小，但接收的數(shù)據(jù)源是不確定的，所以有可能會(huì)有大量數(shù)據(jù)高速涌入的情況發(fā)生。根據(jù)Terminal的這些特性，我們?cè)诔绦蛑袆?chuàng)建了一個(gè)輔助工作者線程專門來(lái)監(jiān)視串行口的輸入。由于寫入串行口的數(shù)據(jù)量不大，不會(huì)太費(fèi)時(shí)，所以在主線程中完成寫端口的任務(wù)是可以的，不必另外創(chuàng)建線程。 現(xiàn)在就讓我們開始工作。請(qǐng)讀者按下面幾步進(jìn)行：
表12.5 新菜單項(xiàng)
表12.6 通信設(shè)置對(duì)話框中的主要控件
表12.7 CSetupDlg類的數(shù)據(jù)成員
清單12.6 CTerminalDoc類的部分代碼 // TerminalDoc.h : interface of the CTerminalDoc class // /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define MAXBLOCK 2048 #define XON 0x11 #define XOFF 0x13
UINT CommProc(LPVOID pParam);
class CTerminalDoc : public CDocument { protected: // create from serialization only CTerminalDoc(); DECLARE_DYNCREATE(CTerminalDoc)
// Attributes public:
CWinThread* m_pThread; // 代表輔助線程 volatile BOOL m_bConnected; volatile HWND m_hTermWnd; volatile HANDLE m_hPostMsgEvent; // 用于WM_COMMNOTIFY消息的事件對(duì)象 OVERLAPPED m_osRead, m_osWrite; // 用于重疊讀/寫
volatile HANDLE m_hCom; // 串行口句柄 int m_nBaud; int m_nDataBits; BOOL m_bEcho; int m_nFlowCtrl; BOOL m_bNewLine; int m_nParity; CString m_sPort; int m_nStopBits;
// Operations public:
BOOL ConfigConnection(); BOOL OpenConnection(); void CloseConnection(); DWORD ReadComm(char *buf,DWORD dwLength); DWORD WriteComm(char *buf,DWORD dwLength); // Overrides . . . };
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // TerminalDoc.cpp : implementation of the CTerminalDoc class //
#include "SetupDlg.h"
CTerminalDoc::CTerminalDoc() { // TODO: add one-time construction code here
m_bConnected=FALSE; m_pThread=NULL;
m_nBaud = 9600; m_nDataBits = 8; m_bEcho = FALSE; m_nFlowCtrl = 0; m_bNewLine = FALSE; m_nParity = 0; m_sPort = "COM2"; m_nStopBits = 0; }
CTerminalDoc::~CTerminalDoc() {
if(m_bConnected) CloseConnection(); // 刪除事件句柄 if(m_hPostMsgEvent) CloseHandle(m_hPostMsgEvent); if(m_osRead.hEvent) CloseHandle(m_osRead.hEvent); if(m_osWrite.hEvent) CloseHandle(m_osWrite.hEvent); }
BOOL CTerminalDoc::OnNewDocument() { if (!CDocument::OnNewDocument()) return FALSE; ((CEditView*)m_viewList.GetHead())->SetWindowText(NULL);
// TODO: add reinitialization code here // (SDI documents will reuse this document)
// 為WM_COMMNOTIFY消息創(chuàng)建事件對(duì)象，手工重置，初始化為有信號(hào)的 if((m_hPostMsgEvent=CreateEvent(NULL, TRUE, TRUE, NULL))==NULL) return FALSE; memset(&m_osRead, 0, sizeof(OVERLAPPED)); memset(&m_osWrite, 0, sizeof(OVERLAPPED)); // 為重疊讀創(chuàng)建事件對(duì)象，手工重置，初始化為無(wú)信號(hào)的 if((m_osRead.hEvent=CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL))==NULL) return FALSE; // 為重疊寫創(chuàng)建事件對(duì)象，手工重置，初始化為無(wú)信號(hào)的 if((m_osWrite.hEvent=CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL))==NULL) return FALSE; return TRUE; }
void CTerminalDoc::OnFileConnect() { // TODO: Add your command handler code here
if(!OpenConnection()) AfxMessageBox("Can't open connection"); }
void CTerminalDoc::OnFileDisconnect() { // TODO: Add your command handler code here
CloseConnection(); }
void CTerminalDoc::OnUpdateFileConnect(CCmdUI* pCmdUI) { // TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(!m_bConnected); }
void CTerminalDoc::OnUpdateFileDisconnect(CCmdUI* pCmdUI) { // TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(m_bConnected); }
// 打開并配置串行口，建立工作者線程 BOOL CTerminalDoc::OpenConnection() { COMMTIMEOUTS TimeOuts; POSITION firstViewPos; CView *pView;
firstViewPos=GetFirstViewPosition(); pView=GetNextView(firstViewPos); m_hTermWnd=pView->GetSafeHwnd();
if(m_bConnected) return FALSE; m_hCom=CreateFile(m_sPort, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL); // 重疊方式 if(m_hCom==INVALID_HANDLE_VALUE) return FALSE; SetupComm(m_hCom,MAXBLOCK,MAXBLOCK); SetCommMask(m_hCom, EV_RXCHAR);
// 把間隔超時(shí)設(shè)為最大，把總超時(shí)設(shè)為0將導(dǎo)致ReadFile立即返回并完成操作 TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD; TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0; TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0; /* 設(shè)置寫超時(shí)以指定WriteComm成員函數(shù)中的 GetOverlappedResult函數(shù)的等待時(shí)間*/ TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=50; TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000; SetCommTimeouts(m_hCom, &TimeOuts); if(ConfigConnection()) { m_pThread=AfxBeginThread(CommProc, this, THREAD_PRIORITY_NORMAL, 0, CREATE_SUSPENDED, NULL); // 創(chuàng)建并掛起線程 if(m_pThread==NULL) { CloseHandle(m_hCom); return FALSE; } else { m_bConnected=TRUE; m_pThread->ResumeThread(); // 恢復(fù)線程運(yùn)行 } } else { CloseHandle(m_hCom); return FALSE; } return TRUE; }
// 結(jié)束工作者線程，關(guān)閉串行口 void CTerminalDoc::CloseConnection() { if(!m_bConnected) return; m_bConnected=FALSE;
//結(jié)束CommProc線程中WaitSingleObject函數(shù)的等待 SetEvent(m_hPostMsgEvent);
//結(jié)束CommProc線程中WaitCommEvent的等待 SetCommMask(m_hCom, 0);
//等待輔助線程終止 WaitForSingleObject(m_pThread->m_hThread, INFINITE); m_pThread=NULL; CloseHandle(m_hCom); }
// 讓用戶設(shè)置串行口 void CTerminalDoc::OnFileSettings() { // TODO: Add your command handler code here
CSetupDlg dlg; CString str;
dlg.m_bConnected=m_bConnected; dlg.m_sPort=m_sPort; str.Format("%d",m_nBaud); dlg.m_sBaud=str; str.Format("%d",m_nDataBits); dlg.m_sDataBits=str; dlg.m_nParity=m_nParity; dlg.m_nStopBits=m_nStopBits; dlg.m_nFlowCtrl=m_nFlowCtrl; dlg.m_bEcho=m_bEcho; dlg.m_bNewLine=m_bNewLine; if(dlg.DoModal()==IDOK) { m_sPort=dlg.m_sPort; m_nBaud=atoi(dlg.m_sBaud); m_nDataBits=atoi(dlg.m_sDataBits); m_nParity=dlg.m_nParity; m_nStopBits=dlg.m_nStopBits; m_nFlowCtrl=dlg.m_nFlowCtrl; m_bEcho=dlg.m_bEcho; m_bNewLine=dlg.m_bNewLine; if(m_bConnected) if(!ConfigConnection()) AfxMessageBox("Can't realize the settings!"); } }
// 配置串行口 BOOL CTerminalDoc::ConfigConnection() { DCB dcb;
if(!GetCommState(m_hCom, &dcb)) return FALSE; dcb.fBinary=TRUE; dcb.BaudRate=m_nBaud; // 波特率 dcb.ByteSize=m_nDataBits; // 每字節(jié)位數(shù) dcb.fParity=TRUE; switch(m_nParity) // 校驗(yàn)設(shè)置 { case 0: dcb.Parity=NOPARITY; break; case 1: dcb.Parity=EVENPARITY; break; case 2: dcb.Parity=ODDPARITY; break; default:; } switch(m_nStopBits) // 停止位 { case 0: dcb.StopBits=ONESTOPBIT; break; case 1: dcb.StopBits=ONE5STOPBITS; break; case 2: dcb.StopBits=TWOSTOPBITS; break; default:; } // 硬件流控制設(shè)置 dcb.fOutxCtsFlow=m_nFlowCtrl==1; dcb.fRtsControl=m_nFlowCtrl==1? RTS_CONTROL_HANDSHAKE:RTS_CONTROL_ENABLE; // XON/XOFF流控制設(shè)置 dcb.fInX=dcb.fOutX=m_nFlowCtrl==2; dcb.XonChar=XON; dcb.XoffChar=XOFF; dcb.XonLim=50; dcb.XoffLim=50; return SetCommState(m_hCom, &dcb); }
// 從串行口輸入緩沖區(qū)中讀入指定數(shù)量的字符 DWORD CTerminalDoc::ReadComm(char *buf,DWORD dwLength) { DWORD length=0; COMSTAT ComStat; DWORD dwErrorFlags; ClearCommError(m_hCom,&dwErrorFlags,&ComStat); length=min(dwLength, ComStat.cbInQue); ReadFile(m_hCom,buf,length,&length,&m_osRead); return length;
}
// 將指定數(shù)量的字符從串行口輸出 DWORD CTerminalDoc::WriteComm(char *buf,DWORD dwLength) { BOOL fState; DWORD length=dwLength; COMSTAT ComStat; DWORD dwErrorFlags; ClearCommError(m_hCom,&dwErrorFlags,&ComStat); fState=WriteFile(m_hCom,buf,length,&length,&m_osWrite); if(!fState){ if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING) { GetOverlappedResult(m_hCom,&m_osWrite,&length,TRUE);// 等待 } else length=0; } return length; }
// 工作者線程，負(fù)責(zé)監(jiān)視串行口 UINT CommProc(LPVOID pParam) { OVERLAPPED os; DWORD dwMask, dwTrans; COMSTAT ComStat; DWORD dwErrorFlags; CTerminalDoc *pDoc=(CTerminalDoc*)pParam;
memset(&os, 0, sizeof(OVERLAPPED)); os.hEvent=CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL); if(os.hEvent==NULL) { AfxMessageBox("Can't create event object!"); return (UINT)-1; } while(pDoc->m_bConnected) { ClearCommError(pDoc->m_hCom,&dwErrorFlags,&ComStat); if(ComStat.cbInQue) { // 無(wú)限等待WM_COMMNOTIFY消息被處理完 WaitForSingleObject(pDoc->m_hPostMsgEvent, INFINITE); ResetEvent(pDoc->m_hPostMsgEvent); // 通知視圖 PostMessage(pDoc->m_hTermWnd, WM_COMMNOTIFY, EV_RXCHAR, 0); continue; } dwMask=0; if(!WaitCommEvent(pDoc->m_hCom, &dwMask, &os)) // 重疊操作 { if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING) // 無(wú)限等待重疊操作結(jié)果 GetOverlappedResult(pDoc->m_hCom, &os, &dwTrans, TRUE); else { CloseHandle(os.hEvent); return (UINT)-1; } } } CloseHandle(os.hEvent); return 0; }
BOOL CTerminalDoc::CanCloseFrame(CFrameWnd* pFrame) { // TODO: Add your specialized code here and/or call the base class
SetModifiedFlag(FALSE); // 將文檔的修改標(biāo)志設(shè)置成未修改 return CDocument::CanCloseFrame(pFrame); } 毫無(wú)疑問(wèn)，CTerminalDoc類是研究重點(diǎn)。該類負(fù)責(zé)Terminal的通信任務(wù)，主要包括設(shè)置通信參數(shù)、打開和關(guān)閉串行口、建立和終止輔助工作線程、用輔助線程監(jiān)視串行口等等。 在CTerminalDoc類的頭文件中，有些變量是用volatile關(guān)鍵字聲明的。當(dāng)兩個(gè)線程都要用到某一個(gè)變量且該變量的值會(huì)被改變時(shí)，應(yīng)該用volatile聲明，該關(guān)鍵字的作用是防止優(yōu)化編譯器把變量從內(nèi)存裝入CPU寄存器中。如果變量被裝入寄存器，那么兩個(gè)線程有可能一個(gè)使用內(nèi)存中的變量，一個(gè)使用寄存器中的變量，這會(huì)造成程序的錯(cuò)誤執(zhí)行。 成員m_bConnected用來(lái)表明當(dāng)前是否存在一個(gè)通信連接。m_hTermWnd用來(lái)保存是視圖的窗口句柄。m_hPostMsgEvent事件對(duì)象用于WM_COMMNOTIFY消息的允許和禁止。m_pThread用來(lái)指向AfxBeginThread創(chuàng)建的CWinThread對(duì)象，以便對(duì)線程進(jìn)行控制。OVERLAPPED結(jié)構(gòu)m_osRead和m_osWrite用于串行口的重疊讀/寫，程序應(yīng)該為它們的hEvent成員創(chuàng)建事件句柄。 CTerminalDoc類的構(gòu)造函數(shù)主要完成一些通信參數(shù)的初始化工作。OnNewDocument成員函數(shù)創(chuàng)建了三個(gè)事件對(duì)象，CTerminalDoc的析構(gòu)函數(shù)關(guān)閉串行口并刪除事件對(duì)象句柄。 OnFileSettings是File->Settings...的命令處理函數(shù)，該函數(shù)彈出一個(gè)CSetupDlg對(duì)話框來(lái)設(shè)置通信參數(shù)。實(shí)際的設(shè)置工作由ConfigConnection函數(shù)完成，在OpenConnection和OnFileSettings中都會(huì)調(diào)用該函數(shù)。 OpenConnection負(fù)責(zé)打開串行口并建立輔助工作線程，當(dāng)用戶選擇了File->Connect命令時(shí)，消息處理函數(shù)OnFileConnect將調(diào)用該函數(shù)。該函數(shù)調(diào)用CreateFile以重疊方式打開指定的串行口并把返回的句柄保存在m_hCom成員中。接著，函數(shù)對(duì)m_hCom通信設(shè)備進(jìn)行各種設(shè)置。需要注意的是對(duì)超時(shí)的設(shè)定，將讀間隔超時(shí)設(shè)置為MAXDWORD并使其它讀超時(shí)參數(shù)為0會(huì)導(dǎo)致ReadFile函數(shù)立即完成操作并返回，而不管讀入了多少字符。設(shè)置超時(shí)就規(guī)定了GetOverlappedResult函數(shù)的等待時(shí)間，因此有必要將寫超時(shí)設(shè)置成適當(dāng)?shù)闹?，這樣如果不能完成寫串口的任務(wù)，GetOverlappedResult函數(shù)會(huì)在超過(guò)規(guī)定超時(shí)后結(jié)束等待并報(bào)告實(shí)際傳輸?shù)淖址麛?shù)。 如果對(duì)m_hCom設(shè)置成功，則函數(shù)會(huì)建立一個(gè)輔助線程并暫時(shí)將其掛起。在最后，調(diào)用CWinThread:: ResumeThread使線程開始運(yùn)行。 OpenConnection調(diào)用成功后，線程函數(shù)CommProc就開始工作。該函數(shù)的主體是一個(gè)while循環(huán)，在該循環(huán)內(nèi)，混合了兩種方法監(jiān)視串行口輸入的方法。先是調(diào)用ClearCommError函數(shù)查詢輸入緩沖區(qū)中是否有字符，如果有，就向視圖發(fā)送WM_COMMNOTIFY消息通知其接收字符。如果沒有，則調(diào)用WaitCommEvent函數(shù)監(jiān)視EV_RXCHAR通信事件，該函數(shù)執(zhí)行重疊操作，緊接著調(diào)用的GetOverlappedResult函數(shù)無(wú)限等待通信事件，如果EV_RXCHAR事件發(fā)生（串口收到字符并放入輸入緩沖區(qū)中），那么函數(shù)就結(jié)束等待。 上述兩種方法的混合使用兼顧了線程的效率和可靠性。如果只用ClearCommError函數(shù)，則輔助線程將不斷耗費(fèi)CPU時(shí)間來(lái)查詢，效率較低。如果只用WaitCommEvent來(lái)監(jiān)視，那么由于該函數(shù)對(duì)輸入緩沖區(qū)中已有的字符不會(huì)產(chǎn)生EV_RXCHAR事件，因此在通信速率較高時(shí)，會(huì)造成數(shù)據(jù)的延誤和丟失。 注意到輔助線程用m_PostMsgEvent事件對(duì)象來(lái)同步WM_COMMNOTIFY消息的發(fā)送。在發(fā)送消息之前，WaitForSingleObject函數(shù)無(wú)限等待m_PostMsgEvent對(duì)象，WM_COMMNOTIFY的消息處理函數(shù)CTerminalView::OnCommNotify在返回時(shí)會(huì)把該對(duì)象置為有信號(hào)，因此，如果WaitForSingleObject函數(shù)返回，則說(shuō)明上一個(gè)WM_COMMNOTIFY消息已被處理完，這時(shí)才能發(fā)下一個(gè)消息，在發(fā)消息前還要調(diào)用ResetEvent把m_PostMsgEvent對(duì)象置為無(wú)信號(hào)的，以供下次使用。 由于PostMessage函數(shù)在消息隊(duì)列中放入消息后會(huì)立即返回，所以如果不采取上述措施，那么輔助線程可能在主線程未處理之前重復(fù)發(fā)出WM_COMMNOTIFY消息，這會(huì)降低系統(tǒng)的效率。 可能有讀者會(huì)問(wèn)，為什么不用SendMessage？該函數(shù)在發(fā)送的消息被處理完畢后才返回，這樣不就不用考慮同步問(wèn)題了嗎？是的，本例中也可以使用SendMessage，但該函數(shù)會(huì)阻塞輔助線程的執(zhí)行直到消息處理完畢，這會(huì)降低效率。如果用PostMessage，那么在函數(shù)立即返回后線程還可以干別的事情，因此，考慮到效率問(wèn)題，這里使用了PostMessage而不是SendMessage。 函數(shù)ReadComm和WriteComm分別用來(lái)從m_hCom通信設(shè)備中讀/寫指定數(shù)量的字符。ReadComm函數(shù)很簡(jiǎn)單，由于對(duì)讀超時(shí)的特殊設(shè)定，ReadFile函數(shù)會(huì)立即返回并完成操作，并在length變量中報(bào)告實(shí)際讀入的字符數(shù)。此時(shí)，沒有必要調(diào)用等待函數(shù)或GetOverlappedResult。在WriteComm中，調(diào)用GerOverlappedResult來(lái)等待操作結(jié)果，直到超時(shí)發(fā)生。不管是否超時(shí)，該函數(shù)在結(jié)束等待后都會(huì)報(bào)告實(shí)際的傳輸字符數(shù)。 CloseConnection函數(shù)的主要任務(wù)是終止輔助線程并關(guān)閉m_hCom通信設(shè)備。為了終止線程，該函數(shù)設(shè)置了一系列信號(hào)，以結(jié)束輔助線程中的等待和循環(huán)，然后調(diào)用WaitForSingleObject等待線程結(jié)束。
清單12.7 CTerminalView類的部分代碼 // TerminalView.h : interface of the CTerminalView class /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class CTerminalView : public CEditView { . . . afx_msg LRESULT OnCommNotify(WPARAM wParam, LPARAM lParam); DECLARE_MESSAGE_MAP() };
// TerminalView.cpp : implementation of the CTerminalView class // BEGIN_MESSAGE_MAP(CTerminalView, CEditView) . . . ON_MESSAGE(WM_COMMNOTIFY, OnCommNotify) END_MESSAGE_MAP()
LRESULT CTerminalView::OnCommNotify(WPARAM wParam, LPARAM lParam) { char buf[MAXBLOCK/4]; CString str; int nLength, nTextLength; CTerminalDoc* pDoc=GetDocument(); CEdit& edit=GetEditCtrl(); if(!pDoc->m_bConnected || (wParam & EV_RXCHAR)!=EV_RXCHAR) // 是否是EV_RXCHAR事件? { SetEvent(pDoc->m_hPostMsgEvent); // 允許發(fā)送下一個(gè)WM_COMMNOTIFY消息 return 0L; } nLength=pDoc->ReadComm(buf,100); if(nLength) { nTextLength=edit.GetWindowTextLength(); edit.SetSel(nTextLength,nTextLength); //移動(dòng)插入光標(biāo)到正文末尾 for(int i=0;i<nLength;i++) { switch(buf[i]) { case '\r': // 回車 if(!pDoc->m_bNewLine) break; case '\n': // 換行 str+="\r\n"; break; case '\b': // 退格 edit.SetSel(-1, 0); edit.ReplaceSel(str); nTextLength=edit.GetWindowTextLength(); edit.SetSel(nTextLength-1,nTextLength); edit.ReplaceSel(""); //回退一個(gè)字符 str=""; break; case '\a': // 振鈴 MessageBeep((UINT)-1); break; default : str+=buf[i]; } } edit.SetSel(-1, 0); edit.ReplaceSel(str); // 向編輯視圖中插入收到的字符 } SetEvent(pDoc->m_hPostMsgEvent); // 允許發(fā)送下一個(gè)WM_COMMNOTIFY消息 return 0L; }
void CTerminalView::OnChar(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags) { // TODO: Add your message handler code here and/or call default
CTerminalDoc* pDoc=GetDocument(); char c=(char)nChar;
if(!pDoc->m_bConnected)return; pDoc->WriteComm(&c, 1); if(pDoc->m_bEcho) CEditView::OnChar(nChar, nRepCnt, nFlags); // 本地回顯 } CTerminalView是CEditView的派生類，利用CEditView的編輯功能，可以大大簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)。 OnChar函數(shù)對(duì)WM_CHAR消息進(jìn)行處理，它調(diào)用CTerminalDoc::WriteComm把用戶鍵入的字符從串行口輸出。如果設(shè)置了Local echo，那么就調(diào)用CEditView::OnChar把字符輸出到視圖中。 OnCommNotify是WM_COMMNOTIFY消息的處理函數(shù)。該函數(shù)調(diào)用CTerminalDoc::ReadComm從串行口輸入緩沖區(qū)中讀入字符并把它們輸出到編輯視圖中。在輸出前，函數(shù)會(huì)對(duì)一些特殊字符進(jìn)行處理。如果讀者對(duì)控制編輯視圖的代碼不太明白，那么請(qǐng)參見6.1.4。在函數(shù)返回時(shí)，要調(diào)用SetEvent把m_hPostMsgEvent置為有信號(hào)。
清單12.8 CSetupDlg類的部分代碼 // SetupDlg.h : header file // class CSetupDlg : public CDialog {
. . . public: BOOL m_bConnected; . . . };
// SetupDlg.cpp : implementation file //
BOOL CSetupDlg::OnInitDialog() { CDialog::OnInitDialog();
// TODO: Add extra initialization here
GetDlgItem(IDC_PORT)->EnableWindow(!m_bConnected); return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control // EXCEPTION: OCX Property Pages should return FALSE } CSetupDlg的主要任務(wù)是配置通信參數(shù)。在OnInitDialog函數(shù)中，要根據(jù)當(dāng)前是否連接來(lái)允許/禁止Port組合框。因?yàn)樵诖蜷_一個(gè)連接后，顯然不能隨便改變端口。 |
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