導(dǎo)語：闡述VB串口編程技術(shù)要領(lǐng)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：串口通信因?yàn)槠浜唵?，靈活易用，在許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文在深入了解串口通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述了vb串口編程的技術(shù)要點(diǎn)。并結(jié)合一個通訊實(shí)例，分析通訊的具體實(shí)現(xiàn)，給相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供值得參考的信息。

關(guān)鍵詞：串口；RS232；API；Pcomm；Mscomm；通信程序

現(xiàn)在通訊方式越來越多，速度越來越快，但串行通訊由于自身價(jià)格低、協(xié)議透明、硬件投資少、軟件編程簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、通信及控制領(lǐng)域里一直占據(jù)著極其重要的地位。它不僅沒有因?yàn)闀r代的進(jìn)步而被淘汰，反而在規(guī)格上越來越完善、應(yīng)用越來越廣，長久不衰。

一、串口通信的通信機(jī)理

PC串行通信是指直接對串行端口的UART(PC機(jī)的通用異步收發(fā)器，也叫異步通信適配器，是PC機(jī)用于異步通信的接口)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)的通信。PC機(jī)每個UART中的INS8250中有10個可編程的單字節(jié)寄存器，可用于控制、監(jiān)視操作串行端口，COM1的寄存器地址3F8H-3FEH，COM2的寄存器地址為2F8H-2FEH。10個寄存器由7個地址訪問，其中5個寄存器的訪問條件是先設(shè)置3FBH線路控制寄存器的最高位為“1”，該位也稱為DLAB狀態(tài)位。

一般說來，PC機(jī)都有一個或多個串行端口，它們依次為Com1、Com2。這些串口提供了外部設(shè)備與PC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道，在CPU和外設(shè)之間充當(dāng)了解釋器的角色。當(dāng)字符數(shù)據(jù)從CPU發(fā)送給外設(shè)時，這些字符數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)換成串行比特流數(shù)據(jù)；而當(dāng)接受數(shù)據(jù)時，從外界進(jìn)來的比特流數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成字符數(shù)據(jù)傳遞給CPU進(jìn)行處理。在操作系統(tǒng)方面，Windows用通信驅(qū)動程序(COMM.DRV)調(diào)用API函數(shù)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。當(dāng)用通信控件或聲明調(diào)用API函數(shù)時，它們由COMM.DRV解釋并傳遞給設(shè)備驅(qū)動程序。

作為一個VB程序員，要編寫串口通信程序，只需知道通信控件提供給Windows通信API函數(shù)的接口即可，換言之，只需設(shè)定和監(jiān)視通信控件的屬性和時間即可。

二、串行通訊接口RS-232

前一章節(jié)討論了串口通訊的通信機(jī)理，但為了實(shí)現(xiàn)具體的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、通信功能，必須了解具體的串口形式。目前使用最廣泛的串行接口有兩種：RS-232和RS-485。本文著重討論RS-232，RS-485不作介紹。

RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識號，C代表RS232的最新一次修改(1969年)，在這之前，有RS232A、RS232B協(xié)議。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號功能及傳送過程。EIA-RS-232C定義了按位串行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間的接口信息。RS-232C是從DTE或計(jì)算機(jī)串行接口角度來定義引腳信號的。

目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂的單端通訊。

DB9(9針串口)的接線方式如下：1腳，數(shù)據(jù)載波檢測DCD；2腳，接收數(shù)據(jù)RXD；3腳，發(fā)送數(shù)據(jù)TXD；4腳，數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備DTR；5腳，信號地GND；6腳，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DSR；7腳，請求發(fā)送RTS；8腳，清除發(fā)送CTS；9腳，振鈴指示DELL。

DB25(25陣串口)，常用的針腳也有9個，且和DB9可以一一對應(yīng)，具體接線方式為：8腳，數(shù)據(jù)載波檢測DCD；3腳，接收數(shù)據(jù)RXD；2腳，發(fā)送數(shù)據(jù)TXD；20腳，數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備DTR；7腳，信號地GND；6腳，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DSR；4腳，請求發(fā)送RTS；5腳，清除發(fā)送CTS；22腳，振鈴指示DELL。

一般來說，對于要求不太高的場合，使用接收數(shù)據(jù)RXD，發(fā)送數(shù)據(jù)TXD，信號地GND三個腳即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。如果要求有硬件流控制，則必須使用DTR、DSR、RTS和CTS這四個腳。

值得注意的是RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠與計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC1489、SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC1489、SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。

三、三種讀取串口數(shù)據(jù)的方式

目前通用的串口通訊的軟件實(shí)現(xiàn)方式有3種，本文都進(jìn)行詳細(xì)的介紹，它們各有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，讀者在編程時可根據(jù)具體的情況選擇合適的方式。

3.1利用Mscomm控件

VB提供的這個通信控件“隱藏”了大部分串口通信的底層運(yùn)行過程，程序員只需編寫少量的代碼就可以完成軟件的開發(fā)過程。在通信數(shù)據(jù)量不大，通信要求不是很高的情況下建議采取此方式。

利用Mscomm控件實(shí)現(xiàn)通信最需要掌握的就是它的幾個主要屬性，下面選取其中重要的進(jìn)行介紹，其余的可以參考相關(guān)資料。

(1)Settings屬性：以字符串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、停止位。這個屬性很重要，針對不同的終端設(shè)備需要根據(jù)設(shè)備的具體情況進(jìn)行調(diào)整(比如日本的設(shè)備不同于美國的設(shè)備，通常會采用奇校驗(yàn))。

(2)InputMode屬性：設(shè)置接收數(shù)據(jù)的類型，0為文本格式，1為二進(jìn)制格式。

(3)Input屬性：讀取并刪除接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)流。

(4)Output屬性：向發(fā)送緩沖區(qū)傳送一數(shù)據(jù)流。

(5)Rthreshold屬性：該屬性為一閥值，它確定當(dāng)接收緩沖區(qū)內(nèi)的字節(jié)個數(shù)達(dá)到或超過該值后就產(chǎn)生代碼為ComEvReceive的OnComm事件。

(6)Handshaking屬性：設(shè)置和返回握手協(xié)議，即計(jì)算機(jī)內(nèi)部CPU與串口之間的通訊協(xié)議，保證在緩沖區(qū)過載時數(shù)據(jù)不會丟失。這個屬性在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性方面有很大的作用，共有四個選項(xiàng)，分別表示：①無流控制；②軟件流控制；③硬件流控制；④軟硬件流控制。采用硬件流控時，要求串口之間和電纜支持硬件握手，在自己制作串口通信線時，有關(guān)硬件握手的線RTS、CTS、DSR、DTR要連接正確。

在正確設(shè)置這些屬性的基礎(chǔ)上，剩下的就是打開串口，通過串口發(fā)送及接受數(shù)據(jù)了。本文后續(xù)章節(jié)利用一個實(shí)例詳細(xì)講解了這些屬性的設(shè)置及具體代碼。

3.2直接調(diào)用Win32API通信函數(shù)

直接調(diào)用WindowsAPI函數(shù)，可以清楚地理解串口通信的機(jī)制，根據(jù)需要靈活地配置串口的各種參數(shù)和屬性，而且直接調(diào)用低層API函數(shù)，通信效率比較高，但付出的代價(jià)就是程序較復(fù)雜，編程周期長，適合于大型通信程序及通訊質(zhì)量要求較高的場合。

在32位的Windows系統(tǒng)中，串口通信是作為文件處理的，串口操作一般為打開、關(guān)閉、讀取、寫入等操作，相應(yīng)的WindowsAPI函數(shù)如下：

(1)CreateFile()函數(shù)：實(shí)現(xiàn)串口的初始化并打開串口，返回串口句柄資源以供后續(xù)進(jìn)程調(diào)用。

(2)CloseFile()函數(shù)：關(guān)閉串口，串口是非共享資源，應(yīng)用程序以獨(dú)占方式使用，通信結(jié)束應(yīng)立即關(guān)閉。

(3)ReadFile()函數(shù)：從串口輸入緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)流。

(4)WriteFile()函數(shù)：向串口輸出緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)。

(5)GetCommState()函數(shù)：獲取串口的當(dāng)前配置。

(6)SetCommState()函數(shù)：重新分配串口資源的各個參數(shù)。

由于WindowsAPI函數(shù)大部分是用C或C++編寫，所以在VisualBasic6.0中調(diào)用WindowsAPI函數(shù)之前必須先在模塊級代碼上用Declare語句對所調(diào)用的函數(shù)和用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行聲明，具體的函數(shù)聲明及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)請參考朱友芹編《新編WindowsAPI參考大全》。

3.3調(diào)用第三方函數(shù)庫(如Pcomm函數(shù)庫)

DLL(DynamicLinkLibrary)動態(tài)鏈接庫是一種可以被VB語言調(diào)用的程序模塊。DLL中包含的可執(zhí)行代碼不能單獨(dú)執(zhí)行，而應(yīng)由Windows應(yīng)用程序調(diào)用執(zhí)行。一般數(shù)據(jù)采集卡的供應(yīng)商都會提供該采集卡的DLL庫函數(shù)，使用這些DLL庫函數(shù)，可以做到程序代碼共享，減少程序的編寫工作量。用戶不需要知道這些代碼的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只需要了解調(diào)用函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)處理后的返回值。

Pcomm函數(shù)庫是由臺灣Moxa公司為開發(fā)串口通信程序提供的一套函數(shù)庫。通過對WindowsAPI函數(shù)的進(jìn)一步封裝，提供50多個串口操作函數(shù)。覆蓋了Windows操作系統(tǒng)下幾乎所有異步通信的問題，可以簡潔的開發(fā)多線程通訊程序。采用該庫，通信的可靠性與使用MSComm32控件比較有了明顯提高，而相對直接使用Win32API函數(shù)編程則降低了程序開發(fā)難度，縮短了程序開發(fā)周期。

這種方式上述直接調(diào)用WindowsAPI函數(shù)有相似之處，但也有明顯的差異。API函數(shù)常采取的方法是在串口監(jiān)視線程中設(shè)置串口通信事件掩碼及重疊機(jī)制，允許程序在后臺等待串口通信事件。通過WaitCommEvent檢測特定的串行通信事件。而在Pcomm中，可以采用中斷處理的方式，為各種事件指定相應(yīng)的中斷處理函數(shù)，如接收到一定數(shù)目的字符，接收到結(jié)束字符，接收到中止信號以及發(fā)送緩沖區(qū)為空等；同時還可以采用線程控制的方式，直接采用庫中的sio_read()和sio_write()函數(shù)讀寫串口。

Pcomm..DLL中的函數(shù)按功能分為6項(xiàng)：端口設(shè)置、數(shù)據(jù)發(fā)送與接收、串口狀態(tài)檢測、事件服務(wù)、文件傳輸、雜項(xiàng)。Pcomm..DLL中主要的函數(shù)介紹如下。

sio_open：打開端口；sio_close：關(guān)閉端口。

sio_ioctl：設(shè)置端口參數(shù)，如波特率等。

sio_read：從端口接收數(shù)據(jù)；sio_write向端口發(fā)送數(shù)據(jù)。

sio_iqueue：得到接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)長度。

sio_oqueue：得到發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)長度。

Pcomm在串口通信中的功能十分強(qiáng)大，但基于篇幅的考慮，在此不便贅述，讀者可參考相關(guān)書籍或Pcomm自帶的幫助文檔。

四、串口通訊的錯誤及處理

由于外界干擾或電壓波動等原因，串口通訊可能會出現(xiàn)錯誤，如接受緩沖區(qū)溢出，奇偶校驗(yàn)錯誤等。為了處理這些錯誤，在Mscomm控件中就提供了一個OnComm事件，它可以捕獲通信時發(fā)生的串口事件和錯誤信息，自動轉(zhuǎn)入事件處理程序。在OnComm事件中，CommEvent屬性是OnComm事件的指示，下面簡單介紹幾個重要的CommEvent屬性值。

ComEventBreak：表示收到一個中斷信號；

ComEventFrame：表示硬件檢測到一個數(shù)據(jù)幀錯誤；

ComEvenRxover：表示接收緩沖區(qū)溢出；

ComEventTxFull：表示輸出緩沖區(qū)已滿；

ComEvReceive：表示接手到了Rthreshold個字符；

ComEvEOF：表示接受到了EOF字符(ASCII字符26)。

編程時用SelectCase語句，根據(jù)不同的CommEvent屬性值，去執(zhí)行不同的處理程序。

除了以上所述的通訊錯誤外，在串口通信時，如果數(shù)據(jù)傳輸突然中斷，對串口的讀寫操作可能會進(jìn)入無限期的等待狀態(tài)，為避免這種情況發(fā)生，必須設(shè)置串口讀寫操作的等待時間，等待超時后，串口的讀寫操作將被主動放棄，這樣即使數(shù)據(jù)傳輸突然中斷程序也不會被掛起或阻塞?？梢愿鶕?jù)具體要求規(guī)定串口讀寫操作的最長時間值，即串口讀寫必須在這段時間內(nèi)完成，否則提示串口操作失敗。

五、串口通訊實(shí)例

本實(shí)例是一個采集設(shè)備電流及功率的通訊程序，采集儀為橫河WT230數(shù)字功率計(jì)，因?yàn)橐杉臄?shù)據(jù)量不大，且工程結(jié)構(gòu)簡單，故采用Mscomm控件的形式進(jìn)行串口讀寫操作。

具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)在窗體Form上添加兩個重要的控件：Timer1和Mscomm1；

(2)在程序的Form_Load事件過程中添加如下代碼：

mPort=1‘使用COM1端口

MSComm1.Setting=“9600，o，8，1”‘設(shè)置通信口參數(shù)，注意是奇校驗(yàn)，具體的校驗(yàn)方式要視具體的儀器而定

MSComm1.InputMode=comInputModeBinary‘設(shè)置接收模式為二進(jìn)制形式，注意一般對于數(shù)據(jù)采集這類設(shè)備通信，都應(yīng)該設(shè)置為二進(jìn)制形式

MSComm1.PortOpen=True‘參數(shù)設(shè)置好后打開端口

MSComm1.HandShaking=2-comRTS‘設(shè)置為硬件流控制，可以有效避免數(shù)據(jù)丟失的情況發(fā)生

(3)程序開始后在一定情況設(shè)置Timer1.Enabled屬性值為True激活Timer1_Time事件，可以在固定的時間間隔下執(zhí)行Timer1_Timer過程中的代碼程序，完成數(shù)據(jù)采集。在Timer1_Timer過程中添加如下代碼：

MSComm1.Output="COMMUNICATE：WAIT1"+Chr(13)+Chr(10)

MSComm1.Output="MEASURE：NORMAL：VALUE?"+Chr(13)+Chr(10)

上述語句是將讀取指令發(fā)送到串口輸出緩沖區(qū)(注意每個命令字符串后都要加上回車和換行符Chr(13)+Chr(10))，再由系統(tǒng)將其自動發(fā)送給通過RS232通信線與計(jì)算機(jī)端口連接的WT230數(shù)字功率計(jì)，功率計(jì)在接收到命令字符串后，經(jīng)過自身的單片機(jī)處理，就自動地把它測到的電壓、電流、功率數(shù)據(jù)以固定的格式和字符形式通過RS232通信線傳回至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)程序從輸入緩沖區(qū)讀取這些字符數(shù)據(jù)并利用VB字符處理函數(shù)(如Val，InStr)進(jìn)行處理就得到了所要的數(shù)據(jù)，下面是具體的程序代碼。

Dimbytinput()asbyte‘注意要將bytinput定義為不定長數(shù)組

DimstrtemAsString

DimiasInteger

bytinput=MSComm1.Input‘將輸入緩沖區(qū)數(shù)據(jù)讀入給字節(jié)型數(shù)組bytinput

Fori=0ToUBound(bytinput)

strtem=strtem+Chr(bytinput(i))‘字節(jié)數(shù)組中的ASCII碼值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)Next的字符得到的strtem字符就形象的展示了電流、電壓和功率值。對于WT230而言，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是這樣的，每個數(shù)據(jù)之間由逗號字符“，”隔開，每個數(shù)據(jù)以用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示，且每個數(shù)據(jù)以字符“E”分為前半部分和后半部分，前半部分為具體的數(shù)據(jù)(整數(shù)形式)，后半部分為此數(shù)據(jù)的指數(shù)，指數(shù)的底為10。

例如得到strtem的值為“23423E-2，00241E-3，05645E-2”這就表示電壓值為234.23V，電流值為0.241A，功率為56.45W。

六、結(jié)論

串口通訊的硬件投資少，軟件編程簡單，在低速少量數(shù)據(jù)傳輸方面的應(yīng)用極其廣泛的應(yīng)用。本文詳細(xì)介紹了串口通訊的基本內(nèi)容及其具體實(shí)現(xiàn)方式，讀者可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。以上代碼是實(shí)現(xiàn)串口通信的核心部分，經(jīng)過筆者在多個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

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