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C++之串口通讯_c++串口通信

作者：知新_RL | 2024-07-17 00:38:19

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c++串口通信

C++ 串口操作

简介

串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口 （Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。

代码

头文件

SerialInterface.h

#ifndef __SerialInterface_H_
#define __SerialInterface_H_
#include <Windows.h>
#include <string>
using namespace std;

class SerialInterface
{
private:
    /* data */
    HANDLE hCom;
    string last_error;
public:
    SerialInterface();
    ~SerialInterface();
public:
    //同步方式打开串口,并配置默认信息
    bool openSyn(string serial_name,unsigned char baud_rate,unsigned char parity, unsigned char byte_size, unsigned char stop_bits);
    //同步方式打开串口(需自己配置串口参数)
    bool openSyn(string serial_name);

    //设置推荐的缓冲大小
    bool setBufferSize(DWORD inputBuff,DWORD outBuffer);
    //设置超时
    bool setTimeouts(COMMTIMEOUTS &timeouts);
    //设置串口信息
    bool setDCB(DCB& dcb);

    //刷新缓冲区
    bool purgeBuff(DWORD flags);
    //刷新缓冲区
    bool flushBuff();
    //写数据
    DWORD writeData(char *buffer,int length);
    //读数据
    DWORD readData(char *buffer,int length);
    //写字符串
    DWORD writeStr(string str);
    //关闭串口
    void closeComm();
    //判断串口是否打开
    bool isOpened();
    //得到最后一次失败的错误信息
    string getSerialLastError();
private:
    //设置最后一次的错误信息
    void setSerialLastError(string error_msg);
    //清chu最后一次的错误信息
    void clearSerialLastError();
};

#endif /*__SerialInterface_H_*/

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源码文件

SerialInterface.cpp

#include "SerialInterface.h"

/*******************************************************************
* 名称： openSyn
* 功能： 同步方式打开串口,并配置默认信息
* 参数：
    serial_name：串口名称
    baud_rate  ：波特率，取值如下
        ......
        CBR_9600    9600bps
        CBR_14400   14400bps
        ......
    parity     ：校验方式
        EVENPARITY  偶校验
        MARKPARITY  标号校验
        NOPARITY    无校验
        ODDPARITY   奇校验
        SPACEPARITY 空格校验
    byte_size  ：数据位大小
        4，5，6，7，8
    stop_bits  ：停止位
        ONESTOPBIT      1个停止位
        ONE5STOPBITS    1.5个停止位
        TWOSTOPBITS     2个停止位
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
bool SerialInterface::openSyn(string serial_name, unsigned char baud_rate, unsigned char parity, unsigned char byte_size, unsigned char stop_bits)
{
    if (!openSyn(serial_name))
        return false;
    DCB dcb;

    if (false == GetCommState(hCom, &dcb))//获得当前串口的配置信息
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::open() : GetCommState Error");
        return false;
    }

    dcb.DCBlength = sizeof(DCB);
    dcb.BaudRate = baud_rate;
    dcb.Parity = parity;
    dcb.ByteSize = byte_size;
    dcb.StopBits = stop_bits;

    if (false == SetCommState(hCom, &dcb))//用DCB结构重新配置串行端口信息
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::open() : SetCommState Error");
        return false;
    }

    //超时处理
    COMMTIMEOUTS timeouts;
    timeouts.ReadIntervalTimeout = MAXDWORD; //读间隔超时
    // 把间隔超时设为最大，把总超时设为0将导致ReadFile立即返回并完成操作 

    timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0; //读时间系数
    timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0; //读时间常量
    timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 50; // 写时间系数
    timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 2000; //写时间常量
    //总的读/写超时时间 = Read(Write)TotalTimeoutMultiplier x 要读/写的字节数 + Read(Write)TotalTimeoutConstant. 
    if (false==SetCommTimeouts(hCom, &timeouts))
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::open() : SetCommTimeouts Error");
        return false;
    }



    //清空缓冲区，为读写串口做准备
    if (false == PurgeComm(hCom, PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT))
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::open() : PurgeComm Error");
        return false;
    }
    return true;
}
/*******************************************************************
* 名称： openSyn
* 功能： 同步方式打开串口(需自己配置串口参数)
* 参数：
    serial_name：串口名称
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
bool SerialInterface::openSyn(string serial_name)
{
	hCom = CreateFileA(
		serial_name.data(),//普通文件名或者设备文件名，这里是串口名
		GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,//访问模式,读和写
		0,//共享模式，独占模式
		NULL,//指向安全属性的指针,不使用，传NULL
		OPEN_EXISTING,//如何创建,在串口中必须设置为OPEN_EXISTING。表示不能创建新端口只能打开已有的端口。
		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,//文件属性,使用默认属性FILE_ATTRIBUTE_NORMAL。
		NULL//用于复制文件句柄,通常这个参数设置为NULL，为空表示不使用模板
	);


	if (INVALID_HANDLE_VALUE == hCom)//出错判断
	{
		hCom = NULL;
        setSerialLastError("open():CreateFileA Error!");
		return false;
	}
	return true;
}
/*******************************************************************
* 名称： closeComm
* 功能： 关闭串口
* 参数： 无
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
void SerialInterface::closeComm()
{
    if(NULL==hCom)
        return;
    CloseHandle(hCom);
    hCom=NULL;
}
/*******************************************************************
* 名称： closeComm
* 功能： 判断串口是否打开
* 参数： 无
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
bool SerialInterface::isOpened()
{
    return NULL == hCom ? false : true;
}

DWORD SerialInterface::readData(char *buffer,int length)
{
    DWORD writeSize=0;

    bool ret=false;

    ret=ReadFile(hCom,buffer,length,&writeSize,NULL);

    if(false==ret)
        return 0;

    return writeSize;
}


DWORD SerialInterface::writeData(char *buffer,int length)
{
    DWORD writeSize=0;

    bool ret=false;

    ret=WriteFile(hCom,buffer,length,&writeSize,NULL);

    if(false==ret)
        return 0;

    return writeSize;

}


DWORD SerialInterface::writeStr(string str)
{
	bool ret = false;

	DWORD writeSize = 0;


	ret = WriteFile(hCom, str.data(), str.length(), &writeSize, NULL);

    if (0 == ret)
    {
        last_error = "Error By writeStr(string str)";
        return 0;
    }
		

    last_error = "";
	return writeSize;

}
/*******************************************************************
* 名称： setTimeouts
* 功能： 设置超时
* 参数：
    timeouts：超时配置的COMMTIMEOUTS结构体
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
bool SerialInterface::setTimeouts(COMMTIMEOUTS &timeouts)
{

    if (false == SetCommTimeouts(hCom, &timeouts))
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::setTimeouts() : SetCommTimeouts Error");
        return false;
    }
    return true;
}
/*******************************************************************
* 名称： setDCB
* 功能： 设置串口信息
* 参数：
    dcb：串口信息配置的DCB结构体
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
bool SerialInterface::setDCB(DCB& dcb)
{
    if (false == SetCommState(hCom, &dcb))
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::setDCB() : SetCommState Error");
        return false;
    }
    return true;
}
/*******************************************************************
* 名称： purgeBuff
* 功能： 刷新缓冲区
* 参数： 
    flags：需要完成的操作，取值如下
        PURGE_RXABORT 终止所有未完成的重叠读取操作并立即返回，即使读取操作尚未完成。
        PURGE_RXCLEAR 清除输入缓冲区（如果设备驱动程序有一个）。
        PURGE_TXABORT 终止所有未完成的重叠写操作并立即返回，即使写操作尚未完成。
        PURGE_TXCLEAR 清除输出缓冲区（如果设备驱动程序有一个）。
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
* 提示：PurgeComm()函数可以在读写操作的同时，清空缓冲区。当应用程序在读写操作时
调用PurgeComm()函数，不能保证缓冲区内的所有字符都被发送。
*******************************************************************/
bool SerialInterface::purgeBuff(DWORD flags)
{

    if (false == PurgeComm(hCom, flags))
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::purgeBuff() : PurgeComm Error");
        return false;
    }
    return true;
}
/*******************************************************************
* 名称：flushBuff
* 功能：刷新缓冲区
* 参数：无
* 返回：正确返回为ture，错误返回为false
* 提示：该函数只受流量控制的支配，不受超时控制的支配，它在所有的写操作完成后才返回。
*******************************************************************/
bool SerialInterface::flushBuff()
{
    if(FlushFileBuffers(hCom))
    {
        setSerialLastError("SerialInterface::flushBuff() : FlushFileBuffers Error");
        return false;
    }
    return true;
}
/*******************************************************************
* 名称： setBufferSize
* 功能： 设置推荐的缓冲大小
* 参数：
    inputBuff：输入缓冲大小
    outBuffer：输出缓冲大小
* 返回： 正确返回为ture，错误返回为false
*******************************************************************/
bool SerialInterface::setBufferSize(DWORD inputBuff,DWORD outBuffer)
{
    if(inputBuff<=0||outBuffer<=0)
        return false;
    
    return SetupComm(hCom,inputBuff,outBuffer);
}
/*******************************************************************
* 名称： getSerialLastError
* 功能： 得到最后一次失败的错误信息
* 参数： 无
* 返回： 数据类型:string,错误信息
*******************************************************************/
string SerialInterface::getSerialLastError()
{
    return last_error;
}

void SerialInterface::setSerialLastError(string error_msg)
{
    last_error = error_msg;
}
void SerialInterface::clearSerialLastError()
{
    last_error = "";
}
SerialInterface::SerialInterface()
{
    hCom=NULL;
}
SerialInterface::~SerialInterface()
{

}

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示例

创建两个虚拟串口

注意:这两个串口是连通的，给COM1发数据,COM2可以收到，反之亦然。
在这里插入图片描述## 用串口调试助手连接COM2来接数据

用串口调试助手连接COM2来接数据

在这里插入图片描述

编写测试代码发送数据

在这里插入图片描述
代码如下所示:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include "SerialInterface.h"
#include <windows.h>
#include <tchar.h>

using namespace std;

int main()
{

    SerialInterface com;

    if(!com.openSyn("COM1", CBR_9600, NOPARITY,8, ONESTOPBIT))
    {
        cout << com.getSerialLastError() << endl;
        getchar();
        return 0;
    }
    //测试发送
    if (com.writeStr("Hello World!"))
    {
        cout << "send success" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "send fail" << endl;
    }

    com.closeComm();


    //getchar();
    return 0;    
}

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注意串口信息的配置要一致
在这里插入图片描述
参数的取值在函数的开头有详细的讲解，例如:

在这里插入图片描述

结果

在这里插入图片描述

总结

因为时间关系，只详细写了同步的串口操作，异步的情况后续有空会慢慢更新

此项目以经挂到GitHub:
https://github.com/LairdXavier/MyTool.git
在这里插入图片描述

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