C++ 串口应用——自定义串口类

在 C++ 中，我们可以使用串口类来进行串口通信。这里我们将自定义一个串口类，以便更好地理解串口通信的原理和实现。

首先，我们需要引入一些头文件：

#include <windows.h>
#include <iostream>

接着，我们定义一个串口类，其中包含了串口的打开、关闭、读取和写入等操作：

class SerialPort
{
public:
    SerialPort();
    ~SerialPort();

    bool Open(int portNo, int baudRate);
    bool Close();
    int ReadData(char *buffer, unsigned int nbChar);
    bool WriteData(char *buffer, unsigned int nbChar);
    bool IsOpened() const;

private:
    HANDLE m_hComm;
    bool m_bOpened;
};

其中，m_hComm 是串口的句柄，m_bOpened 表示串口是否打开。

接下来，我们来实现这些操作。

首先是串口的打开操作：

bool SerialPort::Open(int portNo, int baudRate)
{
    if (m_bOpened) {
        Close();
    }

    char portName[50];
    sprintf_s(portName, "\\\\.\\COM%d", portNo);

    m_hComm = CreateFile(portName,
        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
        0,
        nullptr,
        OPEN_EXISTING,
        0,
        nullptr);

    if (m_hComm == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        std::cerr << "Failed to open serial port!\n";
        return false;
    }

    DCB dcb;
    GetCommState(m_hComm, &dcb);
    dcb.BaudRate = baudRate;
    dcb.ByteSize = 8;
    dcb.Parity = NOPARITY;
    dcb.StopBits = ONESTOPBIT;

    if (!SetCommState(m_hComm, &dcb)) {
        std::cerr << "Failed to set serial port parameters!\n";
        CloseHandle(m_hComm);
        return false;
    }

    m_bOpened = true;
    return true;
}

这里我们首先判断串口是否已经打开，如果已经打开则先关闭，然后根据串口号构建串口名称，并使用 CreateFile 函数打开串口。接着，我们设置串口的参数，包括波特率、数据位、校验位和停止位等。如果设置成功，则将 m_bOpened 设置为 true 并返回 true，否则返回 false。

接下来是串口的关闭操作：

bool SerialPort::Close()
{
    if (!m_bOpened) {
        return true;
    }

    if (CloseHandle(m_hComm)) {
        m_bOpened = false;
        return true;
    }

    return false;
}

这里我们只需要调用 CloseHandle 函数关闭串口，并将 m_bOpened 设置为 false 即可。

接下来是串口的读取操作：

int SerialPort::ReadData(char *buffer, unsigned int nbChar)
{
    DWORD bytesRead;
    if (!ReadFile(m_hComm, buffer, nbChar, &bytesRead, nullptr)) {
        std::cerr << "Failed to read data from serial port!\n";
        return -1;
    }

    return bytesRead;
}

这里我们使用 ReadFile 函数从串口读取数据，并将读取的字节数存储在 bytesRead 变量中，并返回 bytesRead。

最后是串口的写入操作：

bool SerialPort::WriteData(char *buffer, unsigned int nbChar)
{
    DWORD bytesSent;
    if (!WriteFile(m_hComm, buffer, nbChar, &bytesSent, nullptr)) {
        std::cerr << "Failed to write data to serial port!\n";
        return false;
    }

    return true;
}

这里我们使用 WriteFile 函数将数据写入串口，并返回写入是否成功的结果。

最后，我们来实现一个判断串口是否打开的函数：

bool SerialPort::IsOpened() const
{
    return m_bOpened;
}

这里只需要返回 m_bOpened 即可。

至此，我们就完成了一个简单的自定义串口类。可以通过实例化这个类来进行串口通信的操作，具体使用方法可以参考下面的示例代码：

int main()
{
    SerialPort port;
    if (!port.Open(1, 9600)) {
        return -1;
    }

    char buffer[1024];
    while (true) {
        int bytesRead = port.ReadData(buffer, sizeof(buffer));
        if (bytesRead > 0) {
            buffer[bytesRead] = '\0';
            std::cout << buffer << std::endl;
        }
    }

    port.Close();
    return 0;
}

在这个示例中，我们首先实例化了一个 SerialPort 类，并通过 Open 函数打开了 COM1 号串口。然后，我们通过 ReadData 函数从串口读取数据，并将读取的数据打印到控制台上。最后，我们通过 Close 函数关闭了串口。