一種基于MFC的串口連續通信的簡(jiǎn)易實(shí)現

摘要 設計了一種在MFC中實(shí)現與串口連續通信的簡(jiǎn)易方法，利用微軟提供的MSComm控件，仿照MODBUS-RTU協(xié)議，并根據數據包之間的時(shí)間間隔T1，將間隔

串口通信適用于長(cháng)距離控制與數據傳輸，許多單片機在內部均集成了串口通信模塊，而計算機的操作系統也內嵌有對串口通信的支持。在現代各工業(yè)控制和數據傳輸等通信系統領(lǐng)域中，單片機與計算機的串口通信得到了廣泛應用。因此，在Windows操作系統下實(shí)現串口通信，開(kāi)發(fā)與單片機通信軟件顯得尤為重要。MFC(Microsoft Foundation Classes)，是微軟公司提供的一個(gè)類(lèi)庫(Class Libraries)，以C++類(lèi)的形式封裝了Windows的API，且包含一個(gè)應用程序框架，減少了應用程序開(kāi)發(fā)人員的工作量，因此基于VC++的MFC平臺開(kāi)發(fā)串口通信界面程序的方式深受程序員青睞。

傳統串口通信軟件采用兩種方法處理連續傳輸的數據包。一種是采用固定字節長(cháng)度的數據包協(xié)議，該方法靈活性差，即使傳輸極少字節的數據也必須使用固定長(cháng)度的數據包。另一種方法是加入數據包包頭，該方法必須先對接收到的每個(gè)字節進(jìn)行判斷，從而造成了CPU的大量浪費。本文采用微軟的MSComm控件，設計了一種簡(jiǎn)便的方法，有效彌補了以上兩種方法的缺陷。

1 數據包連續串口通信原理

單片機的時(shí)鐘頻率遠小于計算機CPU，如常用單片機C8051F02頻率為25 MHz，低于計算機CPU上GHz的處理速度。單片機傳給上位機的數據，每個(gè)數據包均獨立反映硬件對上位機的一個(gè)響應狀態(tài)或硬件處理完的一個(gè)任務(wù)。因此，單片機連續傳送數據包時(shí)，數據包之間存在一定的時(shí)間間隔，而每個(gè)數據包中相鄰字節是連接傳送的，時(shí)間間隔遠小于數據包之間的間隔。

仿照MODBUS-RTU協(xié)議，利用數據包之間的時(shí)間間隔T作為是否去讀寫(xiě)串口緩存的判斷依據，其只需滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：(1)單獨數據包自身發(fā)送時(shí)，數據包內部數據字節之間發(fā)送時(shí)間間隔小于時(shí)間T;(2)不同的數據包之間發(fā)送時(shí)間間隔>T，便可實(shí)現從串口緩存中連接讀取接收到的數據包。

2 基于MFC的軟件設計方案

計算機串口通信界面軟件包括串口初始化、Comm事件響應、時(shí)間間隔判斷、讀取串口數據和數據處理，其具體流程如圖1所示。

3 軟件代碼實(shí)現

打開(kāi)VS2008軟件開(kāi)發(fā)平臺，新建一個(gè)MFC程序，并插入一個(gè)MSComm串口控件。增加了控件響應函數，數據包時(shí)間間隔T此處暫設為20 ms。為調試方便，加入時(shí)間溢出標志m_time_out_flag變量。

m_time_out_flag=0;//時(shí)間溢出標志設為0，表明數據已處理完

為了方便測試，此處添加的數據處理函數是在一個(gè)大的編輯框中，將串口接收到的連接數據包全部顯示出來(lái)。

4 軟件驗證與結果分析

在單片機開(kāi)發(fā)板中，燒入每隔25 ms向串口發(fā)送數據包“Xidian University”的小程序，成功后連接到計算機，并打開(kāi)編寫(xiě)的MFC串口通信軟件以及單片機開(kāi)發(fā)板電源，具體效果如圖2所示。

設置時(shí)間間隔T為不同的值，相應地修改單片機的數據包發(fā)送時(shí)間間隔，并在不同CPU型號計算機下進(jìn)行多次測試，測出結果平均值如表1所示。

從表1中可得出結論，計算機CPU的處理速度越快，數據包長(cháng)度越短，時(shí)間間隔T可設的值也越小。另外，經(jīng)測試，當數據處理函數變復雜時(shí)，最小時(shí)間間隔T可設的值也會(huì )相應增大。

5 結束語(yǔ)

文中方法，充分利用了數據包內部數據字節間發(fā)送時(shí)間間隔小，數據包之間發(fā)送時(shí)間間隔大的特點(diǎn)。采用微軟提供的MSComm控件，在Comm事件中設置定時(shí)器，并根據計算機CPU處理速度、數據包長(cháng)度、數據處理函數復雜程度，選取適當的T值。當定時(shí)器時(shí)間T溢出時(shí)，讀取并處理串口緩沖區中的數據。由于是根據數據包之間發(fā)送的時(shí)間間隔T來(lái)判斷數據包，所以數據包長(cháng)度可不固定，也無(wú)需對每個(gè)數據字節進(jìn)行判斷，故有效解決了計算機與串口間的連接數據包傳輸處理問(wèn)題。