中断方式串口通信原程序的接收数据技术

串口通信是计算机与外部设备（如串行打印机、调制解调器等）之间通过串行端口进行数据传输的一种方式。在计算机的发展历史中，串行通信曾经是计算机与设备通信的主要方式，即便在当今以太网和无线通信技术盛行的背景下，串口通信依然在工业控制、嵌入式系统等领域中发挥着重要作用。本文将重点介绍串口通信原程序中，利用中断方式接收数据的关键知识点。 在串口通信中，中断方式接收数据是一种常用且高效的处理方式。中断方式指的是当串行端口接收缓冲区中有数据到达时，会触发一个中断信号，CPU响应该信号，并暂停当前的程序运行，转而执行一个中断服务程序（ISR），来处理接收到的数据。这种方式可以避免CPU不断轮询检查是否有数据到来，从而节省了大量CPU资源。 1. 串口通信原理 串口通信，也称为串行通信，是指数据以位为单位，按顺序一位一位地传送数据。基本的串口通信有9个信号线，分别是：发送数据（TXD）、接收数据（RXD）、请求发送（RTS）、清除发送（CTS）、数据终端准备好（DTR）、数据设备准备好（DSR）、振铃指示（RI）、载波检测（DCD）和地线（GND）。在计算机上，串口一般为RS-232标准接口，为了适应不同设备间的通信，可能还需要对信号进行电平转换。 2. 中断机制 中断机制允许外部或内部事件中断CPU的当前任务。当中断发生时，CPU会完成当前指令的执行，然后跳转到预先设定的中断服务程序中去处理中断事件，完成后返回到被中断的地方继续执行程序。中断可以分为硬件中断和软件中断，其中硬件中断通常用于处理外部事件，如串口通信中断、键盘输入、定时器溢出等。 3. 中断方式接收数据的程序实现 在串口通信中，使用中断方式接收数据，需要先在程序中初始化串口以及中断控制器，设置好串口的工作模式（如波特率、数据位、停止位等）以及中断相关设置（中断号、优先级等）。当串口接收到数据时，硬件产生中断信号，CPU响应中断，进入中断服务程序处理接收到的数据。 以Windows操作系统为例，串口通信的中断服务程序通常由Windows内核管理，程序员需要通过编写中断处理函数来处理数据。在Windows平台下，可以通过Win32 API函数SetCommMask()设置感兴趣的事件，如EV_RXCHAR表示接收到字符时产生中断，然后使用WaitCommEvent()函数等待事件发生。当接收到数据时，系统产生中断并执行相应的中断处理函数。 4. 编程语言与工具 在给定的文件名称列表中，如SerialAs.aps、MacButtons.cpp等，我们可以推测这是一套用C++语言和Windows API（或某个具体的开发框架）编写的串口通信程序。例如SerialAsDlg.cpp可能包含对话框界面的代码，ConfigPort.cpp可能用于配置串口参数，SerialPort.cpp包含了串口通信的主要逻辑。 5. 编程实例 以下是一个简化的例子，展示如何在Windows环境下使用C++进行串口中断接收数据的基本框架： ```cpp #include <windows.h> #include <iostream> // 串口初始化 bool InitializeSerialPort(HANDLE hSerialPort) { // 配置串口参数 DCB dcbSerialParams = {0}; dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams); if (!GetCommState(hSerialPort, &dcbSerialParams)) { std::cerr << "Error getting state\n"; return false; } dcbSerialParams.BaudRate = CBR_9600; dcbSerialParams.ByteSize = 8; dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT; dcbSerialParams.Parity = NOPARITY; if (!SetCommState(hSerialPort, &dcbSerialParams)) { std::cerr << "Error setting serial port state\n"; return false; } return true; } // 中断服务函数 BOOL WINAPI SerialIsr(DWORD dwEvent) { // 在这里处理接收到的数据 // ... return TRUE; } int main() { // 打开串口 HANDLE hSerialPort = CreateFile("COM1", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0); if (hSerialPort == INVALID_HANDLE_VALUE) { std::cerr << "Error opening serial port\n"; return 1; } // 初始化串口 if (!InitializeSerialPort(hSerialPort)) { CloseHandle(hSerialPort); return 1; } // 设置串口事件通知 if (!SetCommMask(hSerialPort, EV_RXCHAR)) { CloseHandle(hSerialPort); return 1; } // 创建事件处理线程 DWORD threadId; HANDLE hSerialIsrThread = CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)SerialIsr, NULL, 0, &threadId); if (hSerialIsrThread == NULL) { CloseHandle(hSerialPort); std::cerr << "Error creating thread\n"; return 1; } // 等待线程结束 WaitForSingleObject(hSerialIsrThread, INFINITE); CloseHandle(hSerialPort); CloseHandle(hSerialIsrThread); return 0; } ``` 以上代码提供了在Windows环境下使用C++进行串口初始化和中断服务函数设置的框架。在实际应用中，还需要处理更多细节，如串口通信的同步与异步问题、缓冲区管理、错误处理等。此外，还需要考虑程序的健壮性，例如在程序退出时关闭串口和事件句柄。 综上所述，利用中断方式接收数据是串口通信中一种高效的处理机制，通过中断机制可以有效地提升数据传输效率，减少CPU资源消耗。在实际开发中，程序员需要根据具体的应用场景和硬件条件，进行相应的配置和编程。