写在前边

写这篇文章的原因是因为最近在研究WI-FI模块的使用，刚好这需要涉及到串口编程，而之前其实也做过在Linux和Windows下的串口编程，因此把自己的一些感受和知识点写出来。

准备

环境与工具

这篇文章只涉及到Windows下的串口编程。文中提到的相关工具在最后都会有下载链接。

• Windows7旗舰版
• ESP8266Wi-Fi模块
• USB转TTL
• 杜邦线
• VS2017

基础了解

做过串口调试的都知道怎样在Windows下调试串口设备，这里我以超级终端举例：
我们使用超级终端调试设备的过程应该是：

首先将串口设备连接到电脑上，这里我使用的是ESP8266Wi-Fi模块连接通过USB转TTL连接到电脑上。

image.png

打开电脑的设备管理器，查看设备连接的端口号以及连接状态，如果有黄色感叹号，则需要重新安装驱动，如果第一次使用Windows会自动查找可用驱动，稍等一下即可。这里记一下端口号是COM9。
然后打开超级终端。

image.png

image.png

这里就选择COM9，然后确定进入下一步：

image.png

基础总结

根据超级终端的连接过程，我将串口设备的连接调试过程总结为以下几个步骤：

• 串口设备的正确连接：硬件连接并在设备管理器中正确被识别
• 成功打开串口
• 配置串口信息以适应串口设备
• 发送接收数据
• 关闭连接

编程实现

接下来我们来看在Windows下如何实现以上步骤

• 串口设备的正确连接

  这个在设备管理器中查看即可，和之前超级终端调试方式一样

• 成功打开串口

  HANDLE WINAPI CreateFile( 
  _In_      LPCTSTR lpFileName,
  _In_      DWORD dwDesiredAccess,
  _In_      DWORD dwShareMode,
  _In_opt_  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
  _In_      DWORD dwCreationDisposition,
  _In_      DWORD dwFlagsAndAttributes,
  _In_opt_  HANDLE hTemplateFile
);

这个函数在Winbase.h文件中，lpFileName是打开的端口号名字，比如可以是“COM1”，“COM8”等，端口号两位以上的，要写成“\\.\COM10”这样的形式，其他参数包括打开权限，打开的共享条件什么的，可以去MSDN看看具体参数，这里不做太具体的讲解。成功会返回文件描述符或者也叫句柄，失败会返回INVALID_HANDLE_VALUE，因此在代码里附加一个错误检查就能知道是否打开成功，这一步就已经实现了，当然，端口号一定要正确。

• 配置串口信息以适应串口设备

这一步首先你要知道串口设备的配置需要什么，然后再去设置串口。我们假定已经知道的设备的配置。通过下边这个函数对串口进行设置：

BOOL WINAPI SetCommState(
    __in HANDLE hFile,
    __in LPDCB lpDCB
    );

这里的hFile参数就是之前打开串口文件返回的描述符，lpDCB是一个关于串口配置信息的结构体，其中的数据有很多，但是我们针对其中我们关心的几个进行设置即可：波特率，校验位，数据位，停止位。

typedef struct dcb{
          fParity;
          Parity;
          ByteSize;
          StopBits;
          ......
 }DCB，*LPDCB；

BaudRate就是设置的波特率，fParity是设置是否允许奇偶校验，Parity是设置奇校验偶校验，ByteSize是设置数据位，StopBits是设置停止位。
所以对串口进行配置就是先声明一个DCB结构体，然后设置好几个数据，再用SetCommState函数设置即可。
当然也有查看当前串口配置的接口：

BOOL WINAPI GetCommState(
    __in  HANDLE hFile,
    __out LPDCB lpDCB
    );

这个函数可以查看当前的串口配置信息。
通过这几个函数和结构体即可对串口进行配置，因此这一步也解决了。

• 发送接收数据

如何发送和接收数据？同样有相应的接口：

BOOL WINAPI ReadFile(
                     _In_         HANDLE hFile,
                     _Out_        LPVOID lpBuffer,
                     _In_         DWORD nNumberOfBytesToRead,
                     _Out_opt_    LPDWORD lpNumberOfBytesRead,
                     _Inout_opt_  LPOVERLAPPED lpOverlapped
                     );

读串口数据，hFile是文件描述符，lpBuffer是保存读取到的数据的内存地址，nNumberOfBytesToRead是需要读取的数据长度，lpNumberOfBytesRead是实际读取到的数据长度，最后一个参数与异步读取有关，读取失败函数会返回FALSE。

BOOL WINAPI WriteFile(
                      _In_         HANDLE hFile,
                      _In_         LPCVOID lpBuffer,
                      _In_         DWORD nNumberOfBytesToWrite,
                      _Out_opt_    LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,
                      _Inout_opt_  LPOVERLAPPED lpOverlapped
                      );

向串口写数据，hFile是文件描述符，lpBuffer是需要发送的数据地址，nNumberOfBytesToWrite是需要发送的数据长度，lpNumberOfBytesWritten是实际发送的数据长度，最后一个参数与异步写有关，写数据失败会返回FALSE。
通过这两个函数即可向串口读写数据，这样这一步就解决了。

• 关闭连接

最后一步关闭连接：

BOOL WINAPI CloseHandle(HANDLE hObject);

参数hObject为文件描述符，关闭失败返回FALSE。

总结

通过以上几个步骤，可以对大部分串口设备进行调试，但是实际上的串口不仅仅是这几个步骤，很多操作实际在超级终端上是我们没有看到的。比如设置发送接收缓冲区大小，比如设置等待时间，设置异步读写等等。
但是通过本文能了解到连接的基本流程，其他的都是添枝加叶了。接下来会写一个在Linux下的串口编程流程，其实过程都是大同小异的。

写在最后

超级终端下载地址（密码：hogs）