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VC++實現串口通信的應用程序設計
摘 要：本文介紹了結合了Win32 的API 函數和C++類的基本思想封裝的一個串行通信類
CSerialPort 類。並通過具體的實例詳細介紹其在VC++6.0 下的實現串口通信方法和過程。
關鍵詞：VC++，串口通信，CSerialPort 類
1. 引言
在控制領域的研發中，PC 機與外圍控制設備的通訊方式有多種，如串行通信口、並行
通信口、一臺網口（需要網卡支持）、USB 通信口或自制危機接口卡。而串口通信則是在
數據通信速率部是很高的情況下，開發者所採用的最常見、最簡單、最通用的通信方式。並
且考慮到現在的PC 機標準配置都具備兩個串口，因此利用串口資源來開發PC 機與外圍控
制設備之間的通信應該是最方便快捷的[3]。
在目前常用的各種開發環境（如VB、VC 和Delphi 等）下實現串口通信的方式有很多
種：
首先，最簡便的方法是採用Microsofe 公司提供的ActiveX 控件實現串口通信，即
MSComm 控件。實現串口通信的編程方法原理上比較簡單,容易實現,但編程的靈活性稍差,
且應用程序運行時必須同時拷入與通信控件相關的文件。
其次，使用Win32 的API 函數實現串口通信亦是很好的方法。利用 API 函數實現串口
通信的編程方法功能強大 ,靈活性好 ,但原理上比較複雜 ,需要編程人員對串口的硬件工作
原理有較深入的瞭解。
最後，可以利用VC 運行時庫的標準通信函數實現串口通信。其編程原理簡單，但其使
用性和靈活性較差。
總之，各種串口通信的實現方式在使用條件、靈活性和複雜程度等方面各有優缺點,分
別適合於各自不同的應用場合。而本文介紹一個結合了Win32 的API 函數和C++類的基本
思想封裝了一個串行通信類CSerialPort 類，通過一個實例介紹，我們發現這個自定義的串
口通信類能夠使得串口通信的實現更加靈活、方便。
2. 串口通信的實現
雖然實現串口通信方法很多，但是一般來說，串行通信程序的工作過程一般分四步[2]：
（1）打開串口：在此步驟中，我們可以實現打開通信資源、設置通信參數、設置通信
事件、創建讀寫事件以及等待串口接收中斷等操作。
（2）讀串口：在此步驟中，當有字符或干擾到達串口時發生EV_ RXCHAR 消息的發
送 ,響應函數接收到此消息後讀取串口接收緩衝區。
（3）寫串口：該步驟是負責將要發送的字符寫入發送串口緩衝區。
（4）關閉串口。
2.1 CSerialPort 通信類的介紹
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2.1.1 CSerialPort 類的定義聲明
class CSerialPort
{
public:
void ClosePort();
CSerialPort();
virtual ~CSerialPort();
BOOL InitPort(CWnd* pPortOwner, UINT portnr = 1, UINT baud = 19200, char parity =
' N', UINT databits = 8, UINT stopbits = 1, DWORD dwCommEvents =
EV_RXCHAR, UINT writebuffersize = 1024);
HANDLE m_hComm;
BOOL StartMonitoring();
BOOL RestartMonitoring();
BOOL StopMonitoring();
DWORD GetWriteBufferSize();
DWORD GetCommEvents();
DCB GetDCB();
void WriteToPort(char* string);
Void WriteToPort(char* string,int n);
Void WriteToPort(LPCTSTR string);
void WriteToPort(LPCTSTR string,int n);
protected:
void ProcessErrorMessage(char* ErrorText);
static UINT CommThread(LPVOID pParam);
static void ReceiveChar(CSerialPort* port, COMSTAT comstat);
static void WriteChar(CSerialPort* port);
CWinThread* m_Thread;
CRITICAL_SECTION m_csCommunicationSync;
BOOL m_bThreadAlive;
HANDLE m_hWriteEvent;
HANDLE m_hShutdownEvent;
HANDLE m_hEventArray[3];
OVERLAPPED m_ov;
COMMTIMEOUTS m_CommTimeouts;
DCB m_dcb;
CWnd* m_pOwner;
UINT m_nPortNr;
char* m_szWriteBuffer;
DWORD _dwCommEvents;
DWORD m_nWriteBufferSize;
};
2.1.2 CSerialPort 類的函數說明
在構造函數 CSerialPort 中對該類的數據成員進行了初始化。InitPort 函數完成串口的初
始化工作，包括打開串口、設置 SPC 的參數、設置通信事件的時間、建立串口的設備控制
塊。由於串口是一種臨界資源，不允許多個線程或用戶同時訪問，因此在該函數中調用了兩
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個Windows API 函數EnterCriticalSection 和LeaveCriticalSection,以實現對串口的互斥訪問。
A，串口操作函數：
StartMonitoring 函數調用Windows API 函數：AfxBeginThread 啓動一個SPC 線程，打
開串口。
RestartMonitoring 函數調用CwinThread 的成員函數：ResumeThread 重啓SPC 線程，
重起串口；
StopMonitoring 函數調用CwinThread 的成員函數：SuspendThread 停止SPC 線程，關
閉串口。
B，串口讀寫函數：
WriteChar 函數調用Windows API 函數：WriteFile 向串口寫數據；
ReceiveChar 函數調用 Windows API 函數：ReadFile 從串口讀取數據。
WriteToPort 函數：另外擴充函數，通過不同的變量參數，適應不同的寫串口的需求。
CommThread 函數是SPC 的線程，完成SPC 的消息循環。該函數調用了WaitCommEvent
函數來等待事件消息，然後進行消息的處理和分發。在消息的處理中調用了WriteChar 函數
和ReceiveChar 函數。另外在這個SPC 線程函數中還進行了必要的異常處理。
C，其他的相關函數
其它的幾個函數 ProcessErrorMessage，GetDCB 和GetWriteBufferSize 則完成一些輔助
的功能。
2.2 CSerialPort 串口通信類的具體應用
前面介紹了CSerialPort 類的聲明以及其中一些重要的函數。下面介紹在VC++6.0 環境
下利用MFC 編寫一個基於對話框的串口通信測試的應用程序[1]。定義實現串口通信的類爲
CSerialPort。
2.2.1 串口初始化
在我們的例子中，我們在CSerialPort.h 中聲明一個串口類的對象：
CSerialPort m_SerialPort；
要實現串口首先需要對串口進行設置和初始化。打開串口後，才能對串口的狀態進行監
控。其串口初始化函數如下：
InitPort(this, nPort, band, checkbit, databits, stopbits,EV_RXFLAG | EV_RXCHAR,512)；
初始化串口的狀態，每次只能初始化一個串口。其中參數nPort：端口號, band：波特率,
checkbit：校驗位, databits：數據個數, stopbits：停止位均可以通過界面設置，也可以在初始
化串口時直接定義。
初始化串口完畢後，需要通過StartMonitoring()啓動串口通信線程函數CommThread，
即可立即對所定義的串口進行監聽。
2.2.2 處理函數的定義
在文件CSerialPort.h 類CSerialPort 的定義中聲明自定義處理函數：
afx_msg void OnComm(WPARAM ch, LPARAM port)；
在 CSerialPort.cpp 內添加函數OnComm（）。實現了對接受到的數據的處理代碼。
在文件 CSerialPort.cpp 消息映射的BEGIN_MESSAGE_MAP 和END_MESSAGE_MAP
之間添加自定義消息映射宏ON_MESSAGE(WM_COMM_RXCHAR, OnComm)，即在接受
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到字節的情況下觸發函數。這樣就可以在串口上存在一個字節的時候就可以觸發OnComm
（）函數來處理消息。
2.2.3 寫串口
在處理完接受的消息的後，就需要將反饋的消息再次寫到串口發送出來，從而完成串口
通信。在這裏我們使用m_SerialPort.WriteToPort(char* string,int n)來完成寫串口，其中定義
了寫到串口的字符串和字符的個數。在CSerialPort 類中，我們補充了其他的WriteToPort 的
函數以滿足其他情況下的需要，在使用的過程中大家可以根據需要選擇合適的寫串口函數，
也可以根據自己的需要來擴充其他的函數。
2.2.4 關閉串口
在串口通信完畢用m_SerialPort.ClosePort()來關閉串口。
3. 測試
使用“串口調試工具”對編寫的串口測試工具進行調試，用串口線將PC 機上的串口1 和
串口2 相連。將串口調試工具和串口測試工具的參數設置如下所示，其比特率，交驗位，
數據位，停止位設置必須相同，其兩個端口號分別選擇爲端口1，端口2。當兩個端口同時
打開的時候，PC 機上的串口連接線將兩個串口導通。當“串口調試工具”發送“this is a test
program!”信息時，在串口測試工具接受到該條信息。測試結果如下圖所示：圖1：串口調試
器發送信息；圖2：串口測試工具接受信息。
圖 1 串口調試器發送信息
圖 2 串口測試工具接受信息
4. 結束語
本文應用Win32 的API 函數和C++類的基本思想把對串口的操作封裝成一個串口通信
類的CSeriaPort，採用該串口通信類對串口設備的“屏蔽”，增加對串口操作的透明度，提高
串口傳輸數據的可靠性，方便程序員的編程。另外，還可以根據自己的需求對CSeriaPort
類進行功能擴充。
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參考文獻
[1] Kruglinski．《Visual C++ 技術內幕》［M］．北京：電子工業出版社，1999．
[2] 李現勇．《Visual C+ +串口通信技術與工程實踐》［M］．北京：人民郵電出版社．
[3] 王穎．《用 VC6.0 實現串行通信的三種方法》［J］．VC 知識庫在線幫助期，http://www.vckbase.com/，
2000 第9 期：18-20．
Application design of serial communication based on VC++
Wang Zhen, Chen Yongtai
school of information engineering，Wuhan University of Technology, Wuhan, PRC (430070)
Abstract
This paper introduces a new Serial Port class, which is named CSerialPort and is comprised based on
Win32 API and some C++ classes. By introducing one example, we analysis the application of the
CSerialPort class in the serial communication based on VC++.
Keywords：VC++，Serial Communication，Class CSerialPort