Win32APIによるシリアル通信・その①

  Top  > Win32APIによるシリアル通信 > Windows API によるシリアル通信(RS232C)

特徴:
受信処理を別スレッドで実行している事……くらいです。
（要するに非同期通信なので、受信待機中に他の処理を行う事ができます。）

実験方法:
USB⇔シリアル・変換ケーブルの2番ピンと3番ピンをワニ口クリップでショートさせて、送信したデータを受信する。

環境:
Win7 x64 Visual C++ 2012

「新しいプロジェクト」⇒「空のプロジェクト」
でプロジェクトを作って
「プロジェクト(P)」⇒「新しい項目の追加(W)」⇒「C++ファイル(.cpp)」
で作ったファイルにそのままコピーしてビルドすればたぶん動きます。(環境が同じなら……)

ポート番号"COM7"の部分はデバイスマネージャーから確認して適切な値にセットしてください。USBポートの挿す位置が変わるだけで番号が変わっていくので注意してください。


実行風景

上の行のアンダーバー以降が送信した文字列
下の行が受信した文字列になります。


一応これだけで、非同期シリアル通信が可能ですが、
現実的にはこのコードだと多少問題があります。
例えば、現在終了コードを「\0」としていますが、これを「\r\n」とする事でハイパーターミナルを
返した通信と同じ状況になる（ハズ）ですが、このままだと、
下記のようなデータを送信した場合、
「"□□□□□\r\n△△△△△\r\n\0\0\0……"」
受信したデータが、
「"□□□□□\r\n△△\0\0\0……"」「"△△△\r\n\0\0\0……"」のようにデータが二つの
バッファに分かれてしまう場合があるので、きちんと処理しないとバグを
引き起こします。

この辺りの解決策はWin32APIによるシリアル通信。続き。を参照してください。


以下ソースコードです。

余りにも見難いのでサンプルを置いておきます。
http://ux.getuploader.com/ADMIS/download/8/Serial_Communication_Interface_Ver0.7.zip

#include <tchar.h> #include <windows.h> #include <string> #include <stdio.h>//printfに必要 #include <conio.h> /* getch */ //getch();でDos窓を一時停止する。 #include <process.h>//_beginthreadexに必要 //プロトタイプ宣言 int SCI(HWND hWnd);//シリアル通信 unsigned __stdcall SCI_Receive_Thread(void *);//受信スレッドのプロトタイプ宣言 int RecievedEndFlag=0;//0:処理を終了(正確にはスレッドがループ処理に入らない)//1:処理をする。(スレッドがループ処理に入る) //グローバル変数 std::string SCI_pBufferRecieved; //受信した文字のバッファ HANDLE hComPort; //シリアルポートのハンドル HANDLE hSCI_Receive_Thread; //受信スレッドのグローバル変数 OVERLAPPED sendOverlapped,recieveOverlapped;//「ReadFile()」「WriteFile()」を実行する時に「OVERLAPPED」を指定することが必須なので定義する unsigned int dwThreadId; //受信スレッドのID int main(void) { //念のため初期化しておく(初期化しなかったからと言って特にエラーは確認していないが……) ZeroMemory(&sendOverlapped, sizeof(OVERLAPPED)); ZeroMemory(&recieveOverlapped, sizeof(OVERLAPPED)); // シリアルポートを開く //HANDLE hComPort;//グローバル変数として定義する hComPort = CreateFile( _T("COM7") , GENERIC_READ | GENERIC_WRITE , 0 //オブジェクトを共有方法しない , NULL // セキュリティ属性デフォルト//ハンドルを子プロセスへ継承することを許可するかどうか//NULLは継承できない , OPEN_EXISTING //ファイルを開きます。指定したファイルが存在していない場合、この関数は失敗します。 , FILE_FLAG_OVERLAPPED//0//FILE_FLAG_OVERLAPPEDは、非同期であることを意味する。//同期とは、この関数を実行すると処理が完了するまで待たされる。非同期とはCPUの空き時間を使って関数が処理される //良く分からないのだけれど、FILE_FLAG_OVERLAPPEDを設定すると送信が上手く行われていない気がする……。 //⇒「FILE_FLAG_OVERLAPPED」を指定した場合は「ReadFile()」「WriteFile()」を実行する時に「OVERLAPPED」を指定することが必須。しないとバグる。 , NULL ); // シリアルポートを開く if(hComPort == INVALID_HANDLE_VALUE){ OutputDebugString(_T("ポートが開きません")); return -1;//ポートが開きません } /*//必要があれば指定する//指定しなかった場合はデフォルトの容量が指定される //送受信バッファの容量の指定 SetupComm( hComPort, // 通信デバイスのハンドル：CreateFile()で取得したハンドルを指定 1024, // 受信バッファのサイズ ：受信のバッファーサイズをバイト単位で指定 1024 // 送信バッファのサイズ ：送信のバッファーサイズをバイト単位で指定 ); */ //バッファの初期化 //指定した通信資源の出力バッファまたは入力バッファにあるすべての文字を破棄します。未処理の読み取り操作または書き込み操作を中止することもできます。 PurgeComm( hComPort, PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR ) ;//無くても動くけど、まあ一応初期化しておく。 //通信の設定 DCB dcb; // シリアルポートの構成情報が入る構造体 GetCommState(hComPort, &dcb); // 現在の設定値を読み込み // DCB 構造体のメンバの一部だけを設定する場合でも、他のメンバも適切な値にするため、GetCommState 関数を使っていったん DCB 構造体を設定してから、該当するメンバの値を修正するようにします。(msdn) // つまり全て設定する場合は不要ではあるが、安全のために一度読み込んでおく？(今回は一部しか設定しないので必要) dcb.BaudRate = 38400; // 速度 dcb.ByteSize = 8; // データ長 dcb.Parity = NOPARITY; // パリティ dcb.StopBits = ONESTOPBIT; // ストップビット長 dcb.fOutxCtsFlow = FALSE; // 送信時CTSフロー dcb.fRtsControl = RTS_CONTROL_DISABLE;//RTS_CONTROL_ENABLE; // RTSフロー // なし dcb.EvtChar = NULL;//つまり「\0」に同じ//ここで指定した文字列を受信した時「EV_RXFLAG」イベントが発生する。 SetCommState(hComPort, &dcb); // 変更した設定値を書き込み /*//必要があれば設定する。//指定しなかった場合はデフォルトの容量が指定される // シリアルポートのタイムアウト状態操作 COMMTIMEOUTS cto; GetCommTimeouts( hComPort, &cto ); // タイムアウトの設定状態を取得 cto.ReadIntervalTimeout = 1000; cto.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0; cto.ReadTotalTimeoutConstant = 1000; cto.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0; cto.WriteTotalTimeoutConstant = 0; SetCommTimeouts( hComPort, &cto ); // タイムアウトの状態を設定 */ //スレッド起動 //受信スレッドの作成 //HANDLE hSCI_Receive_Thread;//グローバル変数として定義する //DWORD dwThreadId;//グローバル変数として定義する hSCI_Receive_Thread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL //_beginthreadex の呼び出し規約は __stdcall または __clrcall , 0//スタックサイズ , SCI_Receive_Thread//スレッド関数 , NULL//新規スレッドに渡される引数リストまたは NULL , 0//実行中は 0、一時停止中は CREATE_SUSPENDED(スレッドを実行するには、ResumeThread) , &dwThreadId//スレッドID ); if(hSCI_Receive_Thread == NULL){ OutputDebugString(_T("スレッドの起動に失敗しました")); return -1; } Sleep(1000);//受信処理が整うまで待つ //取りあえず何か送信してみる。 std::string SCI_pBufferSend; //送信する内容を格納したバッファ SCI_pBufferSend = _T("testdata\0"); DWORD SCI_LengthOfPutOrRecieved; WriteFile(hComPort, SCI_pBufferSend.c_str(), SCI_pBufferSend.length()+1, &SCI_LengthOfPutOrRecieved, &sendOverlapped); // ポートへ送信//「length()」は文字の終わりを表すNULL「\0」を文字の長さとして扱わないので「+1」しておく printf("SEND__%s\n",SCI_pBufferSend.c_str());//送信した文字列を表示 _getch();//Dos窓を一時停止する。 //終了処理 //スレッドを終了する RecievedEndFlag=0;//フラグを0にしてwhile文から抜け出せるようにする。 SetCommMask(hComPort,EV_ERR);//(「WaitCommEvent();」は、放っておいてもイベントの発生を待ち続けるので、)強制的にメッセージを発行して「WaitCommEvent();」を終了する。 WaitForSingleObject(hSCI_Receive_Thread, INFINITE);//スレッドが終了するまで待機 CloseHandle(hSCI_Receive_Thread);//スレッドを終了する PurgeComm( hComPort, PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR ); //バッファの消去 //直前で「SetCommMask(hComPort,EV_ERR);」を実行しているが、セットしているだけで「EV_ERR」イベントが発生している訳ではないのでこの行は必要。(まあ無かったからといって何のエラーを吐く訳ではないのだが。) CloseHandle(hComPort);// シリアルポートを閉じる return 0; } //受信スレッド unsigned __stdcall SCI_Receive_Thread(void *){ //特定の通信デバイスで監視する一連のイベントを指定します。//WaitCommEvent 関数に通信資源のハンドルを渡して、イベントが発生するのを待機します。 SetCommMask(hComPort,EV_RXFLAG/*EV_RXCHAR*/|EV_ERR); //EV_RXCHAR:1文字受信し、入力バッファに入れたとき。 //EV_RXFLAG:DCB構造体で指定した終了コードを受信した時 // //EV_RXCHARを指定すると連続した文字列を送信した場合、(処理速度の方が受信速度よりも速いため)文字列を一文字ずつ格納しようとするため、表示するとバグっている RecievedEndFlag=1;//グローバル変数である「RecievedEndFlag」が「0(1以外)」になるまで処理を続ける。 DWORD Event; while(RecievedEndFlag){ //指定した通信デバイスでイベントが発生するのを待機します。この関数で監視するイベントは、デバイスのハンドルに関連付けられているイベントマスクによって示されます。 //WaitCommEvent(hComPort,&Event,&recieveOverlapped);//FILE_FLAG_OVERLAPPEDを指定した場合はoverlapped構造体を指定する必要がある←これをやるとCPU使用率が上がってしまう。 WaitCommEvent(hComPort,&Event,NULL);//FILE_FLAG_OVERLAPPEDを指定した場合はoverlapped構造体を指定する必要がある // //MSDN「hFile を開くときに FILE_FLAG_OVERLAPPED フラグをセットして、lpOverlapped に NULL 以外のポインタを渡すと、WaitCommEvent 関数は重複操作として実行されます。」 //逆に、「OVERLAPPED 構造体へのポインタ」を渡すと、一回だけメッセージの有無を確認すると直ぐに関数を抜けてしまう。今回はスレッドで処理しているので次の処理を心配する必要は無い。よって第三引数は「NULL」を指定する。 if(Event == EV_RXFLAG/*EV_RXCHAR*/) { //「NULL」文字を受信した場合 //受信データ数を調べる DWORD errors; COMSTAT comStat; ClearCommError(hComPort, &errors, &comStat); int lengthOfRecieved = comStat.cbInQue; // 受信したメッセージ長を取得する //受信したデータを読み込む //char* recievedData;//グローバル変数として定義する DWORD numberOfPut; ReadFile(hComPort, (LPVOID*)SCI_pBufferRecieved.c_str(), lengthOfRecieved, &numberOfPut, &recieveOverlapped); // バッファから取り込み SCI_pBufferRecieved._Mysize=lengthOfRecieved;//何故だかわからないけど文字数が0となってしまっていたので対処療法で数を代入してみる。//つまり、これをしないとlength()で正しい文字数が帰って来ない。 printf("%s\n",SCI_pBufferRecieved.c_str()); //受信イベントがEV_RXCHARならウインドウメッセージをポストする //SendMessage( hWnd, WM_SCI_Receive,(WPARAM)recievedData,(LPARAM)numberOfPut);//メッセージを転送先のウインドウのウインドウプロシージャに直接送信します。処理は同期で、転送先のウインドウプロシージャがメッセージを処理し終えるまでは呼び出し元の処理はブロックされます。 //PostMessage(hWnd,WM_SCI_Receive,(WPARAM)recievedData,(LPARAM)numberOfPut);//メッセージを転送先のウインドウのメッセージキューの末尾に送信します。処理は非同期処理で、メッセージを送信した直後から処理を継続することができます。 //InvalidateRect(hWnd, NULL, FALSE);// 再描画を促す } else if(Event == EV_ERR) { //エラーが発生した場合 // アイドル、サスペンドになった後の為の処理、これを行わないと復旧後通信不能になる……らしいがまだ確認していない。(http://yatsute.s22.xrea.com/contents/article//everything/pc/program/C_Builder,Windows/windows/Com%83%7C%81%5B%83g/%90V%8BK%C3%B7%BD%C4%95%B6%8F%91.txt) PurgeComm( hComPort, PURGE_TXABORT | PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR ); } } //ExitThread(0); return 0; }

  Top   > Win32APIによるシリアル通信 > Windows API によるシリアル通信(RS232C)