Del phi串口通信程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

傅宏偉

(安徽先河消防科技工程有限公司，安徽 合肥 230000)

1.Delphi中實(shí)現(xiàn)串口通信的方法

利用Delphi實(shí)現(xiàn)串口通信的常用的方法有3種：一是利用控件，如MSComm控件和Spcomm控件；二是使用API函數(shù)；三是調(diào)用其它串口通信程序。使用API方法的優(yōu)點(diǎn)是比較適合于編寫較為復(fù)雜的低層次通信程序，但缺點(diǎn)是編寫串口通信程序較為復(fù)雜，需要掌握大量通信知識(shí)。相比較而言，利用Spcomm控件則相對(duì)較簡(jiǎn)單，Spcomm是Small-Pig Team開發(fā)的一個(gè)第三方Delphi串口控件，Spcomm控件并不是DELPHI 7.0自帶的控件，需要自己到相關(guān)網(wǎng)站下載并安裝到相關(guān)目錄下，該控件具有豐富的與串口通信密切相關(guān)的屬性及事件，提供了對(duì)串口的各種操作，編程簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、可移植性好，而且還支持多線程，在Delphi軟件開發(fā)中已經(jīng)成為一個(gè)被廣泛應(yīng)用的串口通信開發(fā)控件。

1.1 使用Windows API函數(shù)

Windows環(huán)境下的串口編程與DOS環(huán)境下的串口編程有很大的不同。Windows環(huán)境下的串口編程的最大特征之一就是設(shè)備無(wú)關(guān)性，它通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)indows應(yīng)用程序與不同的外界設(shè)備隔離。Windows封裝了Windows的通信機(jī)制，這種方式稱為通信API，Windows程序員可以利用Windows通信API進(jìn)行編程，不用直接對(duì)硬件操作。

WIN 32通信API基本上是一個(gè)串行端口API，不是很適合局域網(wǎng)(LAN)通信。它把串口操作(以及并口等)與文件操作統(tǒng)一起來(lái)，使用類似的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

用Windows API函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口通信的主要事件有：

(1)打開和關(guān)閉串口：分別是用CreatFile函數(shù)和Close Handle函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

(2)串口配置和屬性設(shè)置：使用GetCommState()函數(shù)獲取串口當(dāng)前配置，使用SetCommState()從新分配串口資源的各個(gè)參數(shù)。在配置串口屬性時(shí)，應(yīng)該先了解串口設(shè)備的屬性。通過GetCommProperties()函數(shù)獲得串口的屬性。

(3)讀/寫串口：使用ReadFile()和WriteFile函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(4)編寫相應(yīng)的OnClick事件的相關(guān)代碼。

1.2 使用MSComm控件

MSComm控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通訊功能。MSComm控件在串口編程時(shí)非常方便，程序員不必去花時(shí)間去了解較為復(fù)雜的API函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語(yǔ)言中均可使用。

(1)MSComm控件兩種處理通訊的方式

MSComm控件提供下列兩種處理通訊的方式：事件驅(qū)動(dòng)方式和查詢方式。

(2)MSComm控件的常用屬性

CommPort：設(shè)置并返回通訊端口號(hào)；

Settings：以字符串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位；

PortOpen：設(shè)置并返回通訊端口的狀態(tài)。也可以打開和關(guān)閉端口；

Input：從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符；

Output：向傳輸緩沖區(qū)寫一個(gè)字符串；

EOFEnable：確定在輸入過程中MSComm控件是否尋找文件結(jié)尾(EOF)字符。如果找到EOF字符，將停止輸入并激活OnComm事件，此時(shí)CommEvent屬性設(shè)置為comEvEOF。

MSComm控件的事件只有一個(gè)，就是OnComm事件。

(3)使用MSComm控件實(shí)現(xiàn)串口通信的基本流程：

1)添加MSComm控件

2)初始化并打開串口

3)捕捉串口事件

4)串口讀寫

5)關(guān)閉串口

1.3 使用Spcomm控件

Spcomm控件并不是Delphi 7.0自帶的控件，需要自己到相關(guān)網(wǎng)站下載并安裝到相關(guān)目錄下。利用Spcomm控件就可以實(shí)現(xiàn)串口通信，因?yàn)樵摽丶哂胸S富的與串口通信密切相關(guān)的屬性及事件，提供了對(duì)串口的各種操作，而且還支持多線程，能實(shí)現(xiàn)一般的串口通信需要。

Spcomm的安裝：

(1)選擇下拉菜單Component中的Install Component選項(xiàng)，在Unit file name處填寫Spcomm控件所在的路徑，其它各項(xiàng)可用默認(rèn)值，點(diǎn)擊OK按鈕。

(2)安裝后，在System控件面板中將出現(xiàn)一個(gè)紅色控件Com。

Spcomm的屬性、方法和事件：

(1)屬性

CommName：表示Com1、Com2等串口的名字；

BaudRate：根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定的波特率，在串口打開后也可更改此值，實(shí)際波特率隨之更改；

ParityCheck：表示是否需要奇偶校驗(yàn)；

ByteSize：根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定的字節(jié)長(zhǎng)度；

Parity：奇偶校驗(yàn)位；

StopBits：停止位；

SendDataEmpty：這是一個(gè)布爾型屬性，為true時(shí)表示發(fā)送緩存為空，或者發(fā)送隊(duì)列里沒有信息；為false時(shí)表示發(fā)送緩存不為空，或者發(fā)送隊(duì)列里有信息。

(2)方法

StartComm方法用于打開串口，當(dāng)打開失敗時(shí)通常會(huì)報(bào)錯(cuò)。錯(cuò)誤主要有7種：串口已經(jīng)打開；打開串口錯(cuò)誤；文件句柄不是通信句柄；不能夠安裝通信緩存；不能產(chǎn)生事件；不能產(chǎn)生讀進(jìn)程；不能產(chǎn)生寫進(jìn)程。

StopComm方法用于關(guān)閉串口，沒有返回值。

WriteCommData(pDataToWrite：PChar；dwSizeofDataToWrite：Word)方法是個(gè)帶有布爾型返回值的函數(shù)，用于將一個(gè)字符串發(fā)送到寫進(jìn)程，發(fā)送成功返回true，發(fā)送失敗返回false。執(zhí)行此函數(shù)將立即得到返回值，發(fā)送操作隨后執(zhí)行。該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，其中pDataToWrite是要發(fā)送的字符串，dwSizeofDataToWrite是發(fā)送字符串的長(zhǎng)度。

(3)事件

ata：procedure(Sender：TObject；Buffer：Pointer；BufferLength：Word)of object當(dāng)有數(shù)據(jù)輸入緩存時(shí)將觸發(fā)該事件，在這里可以對(duì)從串口收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。Buffer中是收到的數(shù)據(jù)，BufferLength是收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

OnReceiveError：procedure(Sender：TObject；EventMask：DWORD)當(dāng)接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)將觸發(fā)該事件。

在使用Spcomm控件的時(shí)候，首先要添加一個(gè)Com控件，之后設(shè)定Com1屬性，再設(shè)置Com控件的發(fā)送和接受的觸發(fā)事件，最后編寫源代碼并進(jìn)行調(diào)試。

(4)Spcomm串口通信的實(shí)現(xiàn)

Spcomm串行通信控件具有多線程的特性，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)分別在兩個(gè)線程內(nèi)完成，接收線程負(fù)責(zé)收到數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)OnReceiveData事件；用WriteCommData()函數(shù)將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入輸出緩沖器，發(fā)送線程在后臺(tái)完成數(shù)據(jù)發(fā)送工作。在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)前需要初始化串口，用StartComm方法打開串口，退出程序時(shí)用StopComm方法關(guān)閉串口。

1.4 調(diào)用其它串口通信程序

除了使用Windows API函數(shù)、MSCOMM控件、Spcomm控件實(shí)現(xiàn)串口通信，還可以使用CommPortDrv控件、SerialPort控件等。除了通用的串口通信控件，還有一些專用的串行通信控件用于處理特定的設(shè)備模塊，例如TGPS控件就是專門處理GPS接受機(jī)串行通信輸出的NMEA-0183格式的數(shù)據(jù)，分析得到定位信息等。這些通信控件一般都極大地簡(jiǎn)化了對(duì)底層的設(shè)置，提供了許多強(qiáng)大的功能，可以加快程序的開發(fā)過程。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 發(fā)送窗口功能實(shí)現(xiàn)

圖1 發(fā)送窗口界面

代碼實(shí)現(xiàn)：

保存數(shù)據(jù)功能代碼如下：

2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送功能實(shí)現(xiàn)

圖2 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送界面

設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是使用Spcomm控件和Timer控件實(shí)現(xiàn)。

(1)初始化

需要選擇本次通信使用的串口，設(shè)置波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位、停止位等屬性，打開該串口。示例代碼如下：

這與具體實(shí)現(xiàn)的PC機(jī)有關(guān)，在設(shè)置軟件Com口屬性前應(yīng)該先查看好該機(jī)器的Com屬性，使得二者能匹配，這樣能避免在用模擬軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

(2)發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)模擬的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，首先要調(diào)試串口，測(cè)試信號(hào)可以隨意選擇某特定字符串，通過發(fā)送測(cè)試信號(hào)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)PC發(fā)出這樣一些測(cè)試數(shù)據(jù)后，通過接收事件能收到特定的某字符串，則表示測(cè)試成功，串口發(fā)送數(shù)據(jù)可以正常進(jìn)行。否則需重新發(fā)送測(cè)試信號(hào)。

以下為向計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)：

代碼如下：

(3)發(fā)送數(shù)據(jù)

(4)關(guān)閉串口

(5)定時(shí)器設(shè)計(jì)

2.3 Spcomm串口通信的關(guān)鍵技術(shù)問題

首先，Spcomm是通過 ReadIntervalTimeout屬性的設(shè)置，來(lái)確定所接收到的數(shù)據(jù)是否屬于同一幀數(shù)據(jù)，其默認(rèn)值是100ms，也就是說，只要任何兩個(gè)字節(jié)到達(dá)的時(shí)間間隔小于100ms，都被認(rèn)為是屬于同一幀數(shù)據(jù)，在與單片機(jī)協(xié)同工作時(shí)，要特別注意這個(gè)問題。

另外，Spcomm的默認(rèn)屬性設(shè)置是支持軟件流控制的，用于流控制的字符是13H(XoffChar)和11H(XonChar)，當(dāng)以二進(jìn)制方式發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須要禁用Spcomm對(duì)于軟件流控制的支持，否則，在數(shù)據(jù)幀中出現(xiàn)的13H，11H會(huì)被Spcomm作為控制字符而加以忽略。

3.結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，利用Spcomm串行通信控件在Delphi7.0中開發(fā)串口通信程序，具有靈活、方便、高效的特點(diǎn)。

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