api 异步串口通信

API异步串口通信基于非阻塞机制,通过事件驱动与回调实现并行数据传输,提升效率,适用于实时及高并发

API 异步串口通信详解

异步串口通信基础

核心概念

特性 说明
非同步传输 无统一时钟信号,通过起始位和停止位实现同步
数据帧结构 起始位(1b) + 数据位(5-9b) + 校验位(可选) + 停止位(1-2b)
波特率 每秒传输的比特数(常见值:9600、115200等)
硬件流控制 通过RTS/CTS或DTR/DSR实现流量控制(可选)

关键参数配置表

参数名称 说明 典型值
波特率 传输速率 9600
数据位 有效数据位数 8位
停止位 结束标志位数 1位
奇偶校验 错误检测方式 无校验(None)
缓冲区大小 收发数据缓存容量 1024字节(可配置)

API 实现流程

Windows 平台实现步骤

(1) 初始化串口
HANDLE hSerial = CreateFile(
    "\.COM3",                // 串口编号
    GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写权限
    0,                        // 独占访问
    NULL,                     // 默认安全属性
    OPEN_EXISTING,            // 必须存在
    0,                        // 同步模式
    NULL                      // 模板句柄
);
(2) 配置串口参数
DCB dcb = {0};
dcb.DCBlength = sizeof(dcb);
GetCommState(hSerial, &dcb); // 获取当前配置
// 修改参数
dcb.BaudRate = CBR_9600;
dcb.ByteSize = 8;            // 数据位
dcb.Parity   = NOPARITY;     // 无校验
dcb.StopBits = ONESTOP;      // 1停止位
SetCommState(hSerial, &dcb); // 应用配置
(3) 数据收发操作

发送数据

api 异步串口通信

DWORD bytesWritten;
BYTE buffer[] = "Hello Serial";
WriteFile(hSerial, buffer, sizeof(buffer), &bytesWritten, NULL);

接收数据

DWORD bytesRead;
BYTE recvBuffer[1024] = {0};
ReadFile(hSerial, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), &bytesRead, NULL);
(4) 关闭串口
CloseHandle(hSerial);

Linux 平台实现对比

平台特征 Windows Linux
设备文件路径 \.COM3 /dev/ttyS3
配置接口 DCB结构体 termios结构体
文件描述符操作 HANDLE句柄 int fd文件描述符

完整示例代码(Windows)

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    // 1. 打开串口
    HANDLE hSerial = CreateFile(
        "\.COM3",
        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
        0,
        NULL,
        OPEN_EXISTING,
        0,
        NULL
    );
    if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        printf("Error: %d
", GetLastError());
        return 1;
    }
    // 2. 配置参数
    DCB dcb;
    dcb.DCBlength = sizeof(dcb);
    GetCommState(hSerial, &dcb);
    dcb.BaudRate = CBR_9600;
    dcb.ByteSize = 8;
    dcb.Parity = NOPARITY;
    dcb.StopBits = ONESTOP;
    SetCommState(hSerial, &dcb);
    // 3. 发送数据
    BYTE sendData[] = "Test Data";
    DWORD bytesWritten;
    WriteFile(hSerial, sendData, sizeof(sendData), &bytesWritten, NULL);
    // 4. 接收数据
    BYTE recvBuffer[1024] = {0};
    DWORD bytesRead;
    ReadFile(hSerial, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), &bytesRead, NULL);
    printf("Received: %s
", recvBuffer);
    // 5. 关闭串口
    CloseHandle(hSerial);
    return 0;
}

常见问题与解决方案

权限问题

现象CreateFile返回ERROR_ACCESS_DENIED
解决方案

  • 以管理员权限运行程序
  • 检查设备管理器中的端口占用情况
  • 在代码中添加FILE_FLAG_OVERLAPPED标志

数据丢失问题

原因分析

api 异步串口通信

  • 接收缓冲区溢出
  • 未及时处理接收事件
    优化方案
  • 启用EV_RXCHAR事件通知
  • 设置合理的CV_CTS流控
  • 使用重叠I/O模式(OVERLAPPED结构)

相关问题与解答

Q1:如何判断串口是否成功打开?

A:检查CreateFile返回值是否为INVALID_HANDLE_VALUE,若失败可通过GetLastError()获取错误码,常见错误包括:

  • ERROR_FILE_NOT_FOUND:端口号不存在
  • ERROR_ACCESS_DENIED:权限不足
  • ERROR_OPERATION_ABORTED:设备被占用

Q2:如何处理接收缓冲区的粘包问题?

A:通过以下方式解决:

  1. 定界符协议:在数据包末尾添加特殊分隔符(如)
  2. 长度前缀协议:在数据前添加长度字段(如先发送4字节长度值)
  3. 固定数据包长度:约定每次发送

以上内容就是解答有关“api 异步串口通信”的详细内容了,我相信这篇文章可以为您解决一些疑惑,有任何问题欢迎留言反馈,谢谢阅读。

api 异步串口通信

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