英创信息威廉希尔官方网站 串口通讯中数据发送的有关问题分析

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：

BOOLWriteFile(

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// = NULL，CE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：

typedefstruct_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。