Windows CE下串行通信的實(shí)現

關(guān)鍵詞：Windows CE 串行通信 GPS

1 Windows CE簡(jiǎn)介

Windows CE是一種小型的、基于ROM的、具有Win32子集API的操作系統。它的優(yōu)勢在于小尺寸、Win32 API子集和對多平臺的支持能力。在Windows CE下編程需要注意的是，Windows CE設備的資源很少，存儲器、顯示器都很小，接口也比較少，而且根據實(shí)際情況變化很大。另外，Windows CE只支持Unicode，這在編程中要格外注意。在Windows CE中，除了一些基本的Windows通用控件以外，還有一些專(zhuān)門(mén)設計的控件，比如CommandBar。Windows CE體積雖小，但是它的功能并不少，內存管理、文件操作、多線(xiàn)程、網(wǎng)絡(luò )功能等等它都支持，可以說(shuō)是麻雀雖小，五臟俱全。

2 Windows CE下的串行通信

串行端口在Windows CE下屬于流接口設備，它是串行設備接口的常規I/O驅動(dòng)程序調用和與通信相關(guān)的具體函數的結合。串行設備被視為用于打開(kāi)、關(guān)閉、讀寫(xiě)串行端口的常規、可安裝的流設備。Windows CE的通信函數和其它大多數Windows的通信函數相同。特別要注意的是，Windows CE不支持直接對串行端口的寄存器進(jìn)行編程。常用的串行端口函數介紹如下：

（1）打開(kāi)和關(guān)閉串行端口

CreateFile函數用于打開(kāi)串行口。

hPort=CreateFile(TEXT(“COM1：”)，GENERIC_READ|GENERIC_WRITE，0，NULL，OPEN_EXISTING，0，NULL)。注意COM1后要有一個(gè)冒號。最后一個(gè)參數dwFlagsAndAttributes必須為0，因為Windows CE只支持非重疊I/O。第3個(gè)參數dwShareMode也必須為0，通信端口不能像文件一樣被共享。這個(gè)函數的返回值是已打開(kāi)的串行端口的句柄或者是INVALID_HANDLE_VALUE。

關(guān)閉串行口可以調用CloseHandle(hPort)。

（2）配置串行端口

配置串行口主要是用DCB結構配置端口設置，包括波特率、停止位、數據位長(cháng)度、校驗位、流量控制等等，還有配置超時(shí)值。

首先打開(kāi)串行端口，用GetCommState函數獲得當前打開(kāi)串口配置，然后根據需要修改DCB成員，最后用SetCommState函數設置新的串口配置。

DCB PortDCB; //創(chuàng )建DCB變量

Port.DCB.DCBlength=sizeof(DCB)；

GetCommState(hPort,PortDCB)； //獲取當前串口配置修改DCB成員

PortDCB.BaudRate=9600; //波特率

PortDCB.Parity=NOPARITY; //校驗位

PortDCB.StopBits=ONESTOPBIT； //停止位

PortDCB.ByteSize=8；

.

.

.

SetCommState(hPort,PortDCB)； //設置新的串口配置

對串行端口來(lái)說(shuō)，必須配置超時(shí)值，否則程序可能陷入到一個(gè)循環(huán)來(lái)等待來(lái)自串口的字符。這對采用Windows CE的設備來(lái)說(shuō)，將大大減少設備電池的使用時(shí)間，所以超時(shí)值是需要配置的。另外一種解決辦法就是采用多線(xiàn)程。多線(xiàn)程將在下一部分講述。

通常，配置超時(shí)值和配置串口類(lèi)似。首先用GetCommTimeouts函數獲得當前串口的超時(shí)值。然后可以修改COMMTIMEOUT成員，最后用SetCommTimeouts函數設定超時(shí)值。

COMMTIMEOUTS CommTimeouts； //定義COMMTIMEOUTS結構

GetCommTimeouts(hPort,CommTimeouts)； //獲得當前的超時(shí)值

//修改COMMTIMEOUT成員

CommTimeouts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;

CommTimeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;

CommTimeouts.ReadTotalTimeoutConstant=0；

CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant=1000；

CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier=10；

SetCommTimeouts(hPort,CommTimeouts)； //設定超時(shí)值

（3）讀寫(xiě)串行端口

用ReadFile和WriteFile函數讀寫(xiě)串行口。

int rc;

DWORD cBytes;

BYTE ch;

Rc=ReadFile(hPort,ch,1,cBytes,NULL);

其中第一個(gè)參數是串口句柄，第2個(gè)參數是讀回的字符，第3個(gè)參數是要讀取的字符數量，第4個(gè)參數返回實(shí)際讀取到的字符數量。

Int rc；

DWORD cBytes；

BYTE ch=TEXT(“a”)；

Rc=WriteFile(hPort,ch,1,cBytes,NULL)；

其中第一個(gè)參數是串口句柄，第2個(gè)參數是要寫(xiě)入的字符，第3個(gè)參數是要寫(xiě)入的字符數量，第4個(gè)參數返回字符寫(xiě)入的字符數量。

需要注意的是Windows CE不支持重疊I/O，所以如果在主線(xiàn)程進(jìn)行大量讀寫(xiě)串口操作時(shí)，有可能使整個(gè)程序陷入緩慢的串口等待中去，因此一般都采用多線(xiàn)程來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě)串口操作。

（4）通信事件

在Windows CE編程中，除了可以采用單獨的線(xiàn)程來(lái)處理讀寫(xiě)串口操作外，還可以采用利用通信事件的方法。通信事件就是當發(fā)生重要事件時(shí)，Windows CE向應用程序發(fā)送的通知。利用WaitCommEvent函數阻塞線(xiàn)程，直到特定的事件發(fā)生。一般的使用方法是：先用SetCommEvent函數指定要查找的一個(gè)或多個(gè)事件，然后，調用WaitCommEvent函數，并指定導致這個(gè)函數返回的事件。當WaitCommEvent函數返回后，循環(huán)調用ReadFile函數，讀回所有接收到的字符。最后再次調用SetCommEvent函數，指定下次要查找的事件。

3 Windows CE下的多線(xiàn)程

Windows CE是一個(gè)完全的多任務(wù)、多線(xiàn)程的操作系統。Windows CE同時(shí)最多可以運行32個(gè)進(jìn)程。每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)主線(xiàn)程，而且可以有多個(gè)附加線(xiàn)程。附加線(xiàn)程的多少僅受可用內存和線(xiàn)程堆棧的進(jìn)程地址空間的限制。

Windows CE是以搶先方式調度線(xiàn)程的。線(xiàn)程以時(shí)間片為單位來(lái)運行，通常是25ms。線(xiàn)程擁有優(yōu)先級，所有高優(yōu)先級的線(xiàn)程都將在低優(yōu)先級的線(xiàn)程之前運行。在可以調度被設定為特定優(yōu)先級的線(xiàn)程之前，所有擁有高優(yōu)先級的線(xiàn)程都必須被阻塞。同等優(yōu)先級的線(xiàn)程以循環(huán)方式來(lái)調度。如果高優(yōu)先級的線(xiàn)程停止阻塞，而低優(yōu)先級的線(xiàn)程目前正在運行，則低優(yōu)先級的線(xiàn)程會(huì )立刻被掛起，同時(shí)去調度高優(yōu)先級的線(xiàn)程。低優(yōu)先級的線(xiàn)程永遠不會(huì )搶占高優(yōu)先級的線(xiàn)程，當然也有例外：一種是線(xiàn)程具有優(yōu)先級THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL，它永遠不會(huì )被搶占；另一種就是低優(yōu)先級的線(xiàn)程擁有高優(yōu)先級的線(xiàn)程正在等待的資源，出現優(yōu)先級倒置。在Windows CE中，線(xiàn)程可以有8種優(yōu)先級。

下面是一個(gè)創(chuàng )建線(xiàn)程和線(xiàn)程函數的例子：

HANDLE hThread;

DWORD dwThreadID=0;

Int nParameter=5;

HThread=CreateThread(NULL,0,Thread,nParameter,0,dwThreadID)； //創(chuàng )建線(xiàn)程

CloseHandle(hThread); //關(guān)閉線(xiàn)程

//線(xiàn)程函數

DWORD WINAPI Thread (PVOID pArg)

{

int nParam=(int)pArg;

.

.

.

return 0x15;

}

CreateThread函數在許多參數在Windows CE下都不支持，所以被設為NULL或0。第3個(gè)參數指向線(xiàn)程函數的開(kāi)始，第4個(gè)參數是CreateThread函數傳到線(xiàn)程函數的唯一參數。CreateThread函數返回線(xiàn)程句柄，當這個(gè)句柄不需要時(shí)，調用CloseHandle函數關(guān)閉它。線(xiàn)程函數在被終止之前一直運行，調用ExitThread函數可終止線(xiàn)程的執行。

對于在系統中運行的多個(gè)線(xiàn)程，需要協(xié)調它們的活動(dòng)，也就是實(shí)現同步。在Windows CE中，采用的方法是使用同步對象。一個(gè)線(xiàn)程等待一個(gè)同步對象，當用信號通知該對象時(shí)，解除阻塞正在等待的線(xiàn)程并調度該線(xiàn)程。同步對象包括事件和互斥體。在這里我們只介紹事件。

事件對象就是一種有兩種狀態(tài)――有信號和元信號的同步對象。事件被創(chuàng )建后自動(dòng)被置為信號狀態(tài)。事件可以被命名，從而被不同進(jìn)程共享。采用下面的函數創(chuàng )建事件：

HANDLE CreateEvent(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,BOOL bManualReset,BOOL bInitialState,LPTSTR lpName)；

函數的第1個(gè)參數應為0，第2個(gè)參數表示事件成為有信號后應該人工重置或自動(dòng)重置為無(wú)信號狀態(tài)，第3個(gè)參數表示創(chuàng )建時(shí)事件是有信號還是無(wú)信號狀態(tài)，最后一個(gè)參數指向事件名。被命名的事件可以被進(jìn)程共享，否則就設為NULL。創(chuàng )建事件后，就可以采用SetEvent函數或者是PulseEvent函數用信號通知該事件。

SetEvent函數是自動(dòng)重置事件，只釋放一個(gè)線(xiàn)程來(lái)運行；PulseEvent函數是人工重置事件，釋放所有等待那個(gè)事件的線(xiàn)程。最后可以用CloseHandle函數破壞事件對象。

事件的用法通常是，線(xiàn)程使用了下列函數中的一個(gè)來(lái)等待事件：WaitForSingleObject、WaitForMultipleObjects、MsgWaitForMultipleObjects或MsgWaitForMultipleObjectsEx。當線(xiàn)程被這些函數的其中一個(gè)阻塞時(shí)，線(xiàn)程只消耗少量的電能和CPU處理能力。需要注意的是：應用程序的主線(xiàn)程不能被WaitForSingleObject或WaitForMultipleObjects阻塞，否則主線(xiàn)程無(wú)法處理消息循環(huán)。通常的做法是采用多線(xiàn)程，主線(xiàn)程處理消息循環(huán)，附加線(xiàn)程處理需要在事件上阻塞的共享資源。

4 實(shí)際應用

在車(chē)載定位系統中，導般計算機需要接受多種傳感器的數據輸入，其中最常用到的就是GPS數據。通常GPS接收機的通信方式是串行RS232接口，所以導航程序的GPS模塊的功能就是接收從串口收到的數據，然后進(jìn)行處理。

程序采用多線(xiàn)程，主線(xiàn)程負責消息處理，另外還有讀寫(xiě)兩個(gè)附加線(xiàn)程，使用一個(gè)事件觸發(fā)。讀線(xiàn)程負責從串口讀回GPS數據，寫(xiě)線(xiàn)程由事件觸發(fā)。在網(wǎng)絡(luò )補充版（http://www.dpj.com.cn）中給出GPS數據接收程序的代碼。

在程序初始化時(shí)創(chuàng )建事件，創(chuàng )建寫(xiě)線(xiàn)程并把它阻塞。寫(xiě)線(xiàn)程等待事件觸發(fā)。按下“打開(kāi)串口”按鈕后打開(kāi)串口，創(chuàng )建讀線(xiàn)程，讀回GPS數據，進(jìn)行處理；按下“發(fā)送”按鈕后設置事件狀態(tài)，解除阻塞寫(xiě)線(xiàn)程，發(fā)送數據。