基於MFC串口連續通信的簡易實現

摘要 設計了一種在MFC中實現與串口連續通信的簡易方法，利用微軟提供的MSComm控制項，仿照MODBUS-RTU協議，並根據數據包之間的時間間隔T1，將間隔

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201610/306451.htm

串口通信適用於長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，而計算機的作業系統也內嵌有對串口通信的支持。在現代各工業控制和數據傳輸等通信系統領域中，單片機與計算機的串口通信得到了廣泛應用。因此，在Windows作業系統下實現串口通信，開發與單片機通信軟體顯得尤為重要。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，且包含一個應用程式框架，減少了應用程式開發人員的工作量，因此基於VC++的MFC平臺開發串口通信界面程序的方式深受程式設計師青睞。

傳統串口通信軟體採用兩種方法處理連續傳輸的數據包。一種是採用固定字節長度的數據包協議，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字節進行判斷，從而造成了CPU的大量浪費。本文採用微軟的MSComm控制項，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 數據包連續串口通信原理

單片機的時鐘頻率遠小於計算機CPU，如常用單片機C8051F02頻率為25 MHz，低於計算機CPU上GHz的處理速度。單片機傳給上位機的數據，每個數據包均獨立反映硬體對上位機的一個響應狀態或硬體處理完的一個任務。因此，單片機連續傳送數據包時，數據包之間存在一定的時間間隔，而每個數據包中相鄰字節是連接傳送的，時間間隔遠小於數據包之間的間隔。

仿照MODBUS-RTU協議，利用數據包之間的時間間隔T作為是否去讀寫串口緩存的判斷依據，其只需滿足以下兩個條件：(1)單獨數據包自身發送時，數據包內部數據字節之間發送時間間隔小於時間T;(2)不同的數據包之間發送時間間隔>T，便可實現從串口緩存中連接讀取接收到的數據包。

2 基於MFC的軟體設計方案

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

3 軟體代碼實現

打開VS2008軟體開發平臺，新建一個MFC程序，並插入一個MSComm串口控制項。增加了控制項響應函數，數據包時間間隔T此處暫設為20 ms。為調試方便，加入時間溢出標誌m_time_out_flag變量。

m_time_out_flag=0;//時間溢出標誌設為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大的編輯框中，將串口接收到的連接數據包全部顯示出來。

4 軟體驗證與結果分析

在單片機開發板中，燒入每隔25 ms向串口發送數據包「Xidian University」的小程序，成功後連接到計算機，並打開編寫的MFC串口通信軟體以及單片機開發板電源，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據包發送時間間隔，並在不同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，數據包長度越短，時間間隔T可設的值也越小。另外，經測試，當數據處理函數變複雜時，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，充分利用了數據包內部數據字節間發送時間間隔小，數據包之間發送時間間隔大的特點。採用微軟提供的MSComm控制項，在Comm事件中設置定時器，並根據計算機CPU處理速度、數據包長度、數據處理函數複雜程度，選取適當的T值。當定時器時間T溢出時，讀取並處理串口緩衝區中的數據。由於是根據數據包之間發送的時間間隔T來判斷數據包，所以數據包長度可不固定，也無需對每個數據字節進行判斷，故有效解決了計算機與串口間的連接數據包傳輸處理問題。