一種基于MFC的串口連續(xù)通信的簡易實現(xiàn)

摘要 設計了一種在MFC中實現(xiàn)與串口連續(xù)通信的簡易方法，利用微軟提供的MSComm控件，仿照MODBUS-RTU協(xié)議，并根據(jù)數(shù)據(jù)包之間的時間間隔T1，將間隔

串口通信適用于長距離控制與數(shù)據(jù)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(tǒng)也內嵌有對串口通信的支持。在現(xiàn)代各工業(yè)控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ畔到y(tǒng)領域中，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(tǒng)下實現(xiàn)串口通信，開發(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類庫(Class Libraries)，以C++類的形式封裝了Windows的API，且包含一個應用程序框架，減少了應用程序開發(fā)人員的工作量，因此基于VC++的MFC平臺開發(fā)串口通信界面程序的方式深受程序員青睞。

傳統(tǒng)串口通信軟件采用兩種方法處理連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。一種是采用固定字節(jié)長度的數(shù)據(jù)包協(xié)議，該方法靈活性差，即使傳輸極少字節(jié)的數(shù)據(jù)也必須使用固定長度的數(shù)據(jù)包。另一種方法是加入數(shù)據(jù)包包頭，該方法必須先對接收到的每個字節(jié)進行判斷，從而造成了CPU的大量浪費。本文采用微軟的MSComm控件，設計了一種簡便的方法，有效彌補了以上兩種方法的缺陷。

1 數(shù)據(jù)包連續(xù)串口通信原理

單片機的時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(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包均獨立反映硬件對上位機的一個響應狀態(tài)或硬件處理完的一個任務。因此，單片機連續(xù)傳送數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)包之間存在一定的時間間隔，而每個數(shù)據(jù)包中相鄰字節(jié)是連接傳送的，時間間隔遠小于數(shù)據(jù)包之間的間隔。

仿照MODBUS-RTU協(xié)議，利用數(shù)據(jù)包之間的時間間隔T作為是否去讀寫串口緩存的判斷依據(jù)，其只需滿足以下兩個條件：(1)單獨數(shù)據(jù)包自身發(fā)送時，數(shù)據(jù)包內部數(shù)據(jù)字節(jié)之間發(fā)送時間間隔小于時間T;(2)不同的數(shù)據(jù)包之間發(fā)送時間間隔>T，便可實現(xiàn)從串口緩存中連接讀取接收到的數(shù)據(jù)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、時間間隔判斷、讀取串口數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理，其具體流程如圖1所示。

3 軟件代碼實現(xiàn)

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

m_time_out_flag=0;//時間溢出標志設為0，表明數(shù)據(jù)已處理完

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

4 軟件驗證與結果分析

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

設置時間間隔T為不同的值，相應地修改單片機的數(shù)據(jù)包發(fā)送時間間隔，并在不同CPU型號計算機下進行多次測試，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(shù)據(jù)包長度越短，時間間隔T可設的值也越小。另外，經測試，當數(shù)據(jù)處理函數(shù)變復雜時，最小時間間隔T可設的值也會相應增大。

5 結束語

文中方法，充分利用了數(shù)據(jù)包內部數(shù)據(jù)字節(jié)間發(fā)送時間間隔小，數(shù)據(jù)包之間發(fā)送時間間隔大的特點。采用微軟提供的MSComm控件，在Comm事件中設置定時器，并根據(jù)計算機CPU處理速度、數(shù)據(jù)包長度、數(shù)據(jù)處理函數(shù)復雜程度，選取適當?shù)腡值。當定時器時間T溢出時，讀取并處理串口緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。由于是根據(jù)數(shù)據(jù)包之間發(fā)送的時間間隔T來判斷數(shù)據(jù)包，所以數(shù)據(jù)包長度可不固定，也無需對每個數(shù)據(jù)字節(jié)進行判斷，故有效解決了計算機與串口間的連接數(shù)據(jù)包傳輸處理問題。