Windows串口函数介绍

在Windows操作系统中，串行通信是计算机与外部设备或计算机之间交换数据的一种方式。Windows提供了一套丰富的API函数，允许开发者进行串口通信编程。这些函数封装了串口硬件的细节，使得开发者可以专注于通信逻辑的实现。本文将详细介绍Windows中用于串口通信的函数及其使用方法。

1. 串口函数概述

Windows串口函数主要分为以下几类：

  • 串口打开和关闭：用于建立和断开串口与程序之间的连接。
  • 串口配置：用于设置串口的波特率、数据位、停止位和奇偶校验等参数。
  • 数据传输：用于从串口读取数据和向串口写入数据。
  • 状态和控制：用于获取和设置串口的状态，如CTS/RTS流控制、DTR/DSR信号等。
  • 错误处理：用于处理串口通信过程中可能出现的错误。
  • 异步通信：用于实现串口的异步读写操作。

2. 串口打开和关闭

2.1 CreateFile

用于打开一个串口或创建一个命名管道。函数原型如下：

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HANDLE CreateFile(
  LPCWSTR lpFileName, 
  DWORD dwDesiredAccess, 
  DWORD dwShareMode, 
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, 
  DWORD dwCreationDisposition, 
  DWORD dwFlagsAndAttributes, 
  HANDLE hTemplateFile
);
  • lpFileName：可以是如COM1、COM2等串口名称，或是命名管道的路径。
  • dwDesiredAccess：指定对串口的访问类型，通常是GENERIC_READ和GENERIC_WRITE的组合。
  • dwShareMode：指定是否可以与其他程序共享串口。
  • dwCreationDisposition：指定如果串口不存在时的操作，通常是OPEN_EXISTING。
  • dwFlagsAndAttributes：指定串口属性，如FILE_ATTRIBUTE_NORMAL或FILE_FLAG_OVERLAPPED用于异步操作。

2.2 CloseHandle

用于关闭一个由CreateFile打开的句柄。函数原型如下：

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BOOL CloseHandle(
  HANDLE hObject
);

3. 串口配置

3.1 GetCommState

用于获取串口的当前配置。函数原型如下：

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BOOL GetCommState(
  HANDLE hFile, 
  LPDCB lpDCB
);
  • hFile：串口句柄。
  • lpDCB：指向DCB结构的指针，该结构用于存储串口的配置信息。

3.2 SetCommState

用于设置串口的配置。函数原型如下：

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BOOL SetCommState(
  HANDLE hFile, 
  LPDCB lpDCB
);

DCB结构包含了串口的所有配置参数，如波特率、数据位、停止位和奇偶校验等。

4. 数据传输

4.1 ReadFile

用于从串口读取数据。函数原型如下：

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BOOL ReadFile(
  HANDLE hFile, 
  LPVOID lpBuffer, 
  DWORD nNumberOfBytesToRead, 
  LPDWORD lpNumberOfBytesRead, 
  LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
  • lpBuffer：指向用于存储读取数据的缓冲区的指针。
  • nNumberOfBytesToRead：要读取的字节数。
  • lpNumberOfBytesRead：实际读取的字节数。
  • lpOverlapped：指向OVERLAPPED结构的指针，用于异步操作。

4.2 WriteFile

用于向串口写入数据。函数原型如下：

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BOOL WriteFile(
  HANDLE hFile, 
  LPCVOID lpBuffer, 
  DWORD nNumberOfBytesToWrite, 
  LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, 
  LPOVERLAPPED lpOverlapped
);

参数与ReadFile类似，用于异步写入操作。

5. 状态和控制

5.1 SetCommMask

用于设置串口事件掩码。函数原型如下：

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BOOL SetCommMask(
  HANDLE hFile, 
  DWORD dwEvtMask
);
  • dwEvtMask：指定要监视的事件，如EV_RXCHAR（接收到字符）或EV_TXEMPTY（发送缓冲区空）。

5.2 WaitCommEvent

用于等待串口事件。函数原型如下：

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BOOL WaitCommEvent(
  HANDLE hFile, 
  LPDWORD lpEvtMask, 
  LPOVERLAPPED lpOverlapped
);

6. 错误处理

6.1 ClearCommError

用于清除串口的错误标志，并获取当前的错误状态。函数原型如下：

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BOOL ClearCommError(
  HANDLE hFile, 
  LPDWORD lpErrors, 
  LPCOMSTAT lpStat
);
  • lpErrors：指向变量的指针，该变量接收错误代码。
  • lpStat：指向COMSTAT结构的指针，该结构接收串口的状态信息。

7. 异步通信

7.1 SetupComm

用于设置串口的输入和输出缓冲区大小。函数原型如下：

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BOOL SetupComm(
  HANDLE hFile, 
  DWORD dwInQueue, 
  DWORD dwOutQueue
);

7.2 EscapeCommFunction

用于发送特定的串口控制命令，如设置DTR或RTS信号。函数原型如下：

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BOOL EscapeCommFunction(
  HANDLE hFile, 
  DWORD dwFunc
);
  • dwFunc：指定要执行的函数，如CLRDTR（清除DTR信号）或SETRTS（设置RTS信号）。