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串口通讯中数据发送的有关问题分析    发布时间:2016-9-1    被阅览数:

  异步串口(UART)通讯是嵌入式设备中最常见的通讯方式之一。本文主要针对预装Windows CE操作系统的英创主板,分析用户层程序在使用UART进行发送时的几个有关问题,供客户在设计应用程序时参考。


  问题1:数据是否发送出去了?

  WriteFile函数是发送串口数据的基本API,具体函数形式及参数定义如下:


  BOOL WriteFile(

    HANDLE hFile,                        //CreateFile返回函数Handle

    LPCVOID lpBuffer,                    //装载发送数据的Buffer指针

    DWORD nNumberOfBytesToWrite,         //待发送数据的字节长度

    LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,     //返回的实际发送的字节数

    LPOVERLAPPED lpOverlapped            // = NULLCE未使用该参数

  );


  WriteFile的返回值为TRUE并不代表发送Buffer中的数据已全部发送出去了,需要检查返回的实际字节长度lpNumberOfBytesWritten。所以推荐的调用方法为


  // 发送缓冲区pTxBuff, 发送长度dwLen

  DWORD dwNumberOfBytesWritten = 0;

  BOOL bRet = WrietFile(hFile, pTxBuf, dwLen, &dwNumberOfBytesWritten, NULL);

  if(bRet && (dwLen == dwNumberOfBytesWritten))

  {

//发送缓冲区中的数据已成功送入UART硬件的发送端口,大多数情况数据已从

        //物理端口发送出去,但此时可能还有若干字节还在UART的硬件TX FIFO中,等

        //待硬件控制器顺序发送。

//… 发送成功

  }

  else

  {

//发送出错处理。。。。

  }


  问题2:WriteFile函数的阻塞问题

  CE串口驱动的执行数据发送时,为了保持代码的高效率,没有在驱动程序中层另外分配Buffer,把应用层需发送的数据先Copy到内部再发送,而是直接利用用户层的pTxBuf。因此原则上说,当数据没有发送完前,WriteFile函数是不会返回,处于阻塞挂起状态的。进一步,可能存在某种原因,数据始终没有发送完毕,则WriteFile将永远阻塞而不会返回。不少应用程序并不希望这样的永远阻塞,而是希望WriteFile能在一定时间内返回,即使出错,也让应用程序有机会进行出错处理。CE驱动为此专门设置了超时机制,其数据结构如下:


  typedef struct _COMMTIMEOUTS {

    DWORD ReadIntervalTimeout;            //与接收有关,本文不讨论

    DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier;     //与接收有关,本文不讨论

    DWORD ReadTotalTimeoutConstant;       //与接收有关,本文不讨论

    DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier;    //发送超时倍数因子

    DWORD WriteTotalTimeoutConstant;      //发送超时固定常数值

  } COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;


  实际在驱动中,发送超时的计算及使用方法如下:


  DWORD dwTimeout =

           CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier*dwLen +

           CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant;

    if ( !dwTimeout )

        dwTimeout = INFINITE;

    //等待来自发送中断线程的发送结束事件

    ULONG WaitReturn = WaitForSingleObject(hTransmitEvent, dwTimeout);


  上面的代码中dwTimeout的单位为ms,在第一次打开串口驱动”COM#”时,超时数据结构中的WriteTotalTimeoutMultiplier和WriteTotalTimeoutConstant均为0,所以就有发送超时无穷的问题。为了让dwTimeout为有限值,需要设置超时参数如下:


  COMMTIMEOUTS CommTimeouts;                  //定义局部变量

  GetCommTimeouts(hFile, &CommTimeouts);      //读取串口的超时参数

  //假设应用程序设置的串口波特率为baud

  CommTimeouts. WriteTotalTimeoutConstant = baud / BR9600 + 1;

  CommTimeouts. WriteTotalTimeoutMultiplier =

                   CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant * 2;

  SetCommTimeouts(hFile, &CommTimeouts);      //重新设置串口超时参数


  上述代码大致设置了一个2倍发送时间长度的超时时间,其中选取BR9600为单位时间,是因为9600bps波特率基本对应一个字节的发送时间为1ms。

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