??? 摘? 要: 介紹了利用VC++6.0實(shí)現(xiàn)基于Window API的多線程串行通信ActiveX控件的設(shè)計(jì)方法,并給出主要的通信程序代碼。?
??? 關(guān)鍵詞: ActiveX? Windows API? 串行通信? 多線程
?
??? 串行通信是計(jì)算機(jī)之間及計(jì)算機(jī)與數(shù)字化儀器和設(shè)備的一種重要通信手段,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)監(jiān)控的一種主要方式。Windows下的串行通信主要有兩種方法:利用VB的MSCOMM控件和利用Windows API。MSCOMM控件簡單易用,但由于其對串口設(shè)備的封裝及調(diào)用方式的局限性,不能靈活方便地對串口設(shè)備進(jìn)行控制。而通過Windows API則可以實(shí)現(xiàn)對串口設(shè)備的完全控制,并且可以提供多線程的通信機(jī)制。?
??? 在復(fù)雜應(yīng)用中,通信通常在后臺完成,需要采用多線程技術(shù)。一個多線程的應(yīng)用程序實(shí)際上是在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)擴(kuò)展,為代碼賦予了并行執(zhí)行的特性,適于執(zhí)行一些實(shí)時性或隨機(jī)性很強(qiáng)的操作,也有利于提高CPU的利用率,加快通信程序的信息處理速度。?
??? 本文以一臺工業(yè)控制PC機(jī)與多臺基于單片機(jī)的智能控制單元進(jìn)行串行通信為實(shí)例。PC機(jī)和各智能控制單元通過RS485總線互聯(lián)。由于RS485的通信方式是半雙工的,只能由作為主節(jié)點(diǎn)的PC機(jī)依次輪詢網(wǎng)絡(luò)上的各智能控制單元子節(jié)點(diǎn)。每次通信都是由PC機(jī)通過串口向智能控制單元發(fā)布命令,智能控制單元在接收到正確的命令后做出應(yīng)答。?
??? 系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序是用VB6.0編寫的,為了既能提供多線程的串行通信機(jī)制,又可使應(yīng)用程序易于實(shí)現(xiàn)串行通信功能,利用VC++6.0開發(fā)基于Window API的多線程串行通信ActiveX控件。主節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序通過對串行通信ActiveX控件的調(diào)用完成與各子節(jié)點(diǎn)的通信。?
1 創(chuàng)建ActiveX控件JinRiComm.OCX?
??? VC++6.0和MFC是創(chuàng)建ActiveX控件的強(qiáng)大而又靈活的工具。JinRiComm控件創(chuàng)建步驟簡單概述如下:?
??? (1)用MFC ActiveX ControlWizard生成ActiveX控件工程,命名為JinRiComm。?
??? (2)打開ClassWizard窗口,選擇Automation標(biāo)簽,單擊“Add Property”按鈕,命名新的屬性。單擊“Add Method”按鈕,命名新的方法。選擇ActiveX Event標(biāo)簽,單擊“Add Event”按鈕,命名新的事件。?
??? (3) 向控件工程中添加類CSerialPort,為該類添加成員變量和成員函數(shù),該類將完成串行通信工作。?
2 串口通信的基本編程?
??? 用Windows API函數(shù)實(shí)現(xiàn)串行通信,其特點(diǎn)是對串口的操作如對文件操作一樣,打開和關(guān)閉串行設(shè)備與打開和關(guān)閉文件使用相同的函數(shù)。?
??? (1) 打開串口?
??? m_hComm = CreateFile(szPort, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0,?? NULL, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_OVERLAPPED, 0);???? ?
??? (2) 獲取當(dāng)前通信信息,設(shè)置通信設(shè)備?
??? GetCommState(m_hComm, &m_dcb);?
??? SetCommState(m_hComm, &m_dcb);?
??? (3) 讀、寫串口?
??? bResult=ReadFile(port->m_hComm, &RXBuff, 1, &BytesRead, port->m_ov);?
??? bResult=WriteFile(port->m_hComm,&(port->m_Byte)[i],1, &BytesSent, &port->m_ov);?
??? (4) 關(guān)閉串口?
??? CloseHandle(m_hComm);?
3 設(shè)計(jì)程序中的線程?
??? MFC執(zhí)行兩種類型的線程:用戶界面線程和工作線程。前者用來處理用戶輸入,響應(yīng)由用戶產(chǎn)生的事件和消息。后者不處理窗口消息,用于完成后臺計(jì)算、打印和其它一些沒有必要強(qiáng)迫用戶來等待的任務(wù)。在本程序中,用戶界面線程就是程序的主線程,另外再添加兩個工作線程:通信線程和延時線程。它們的功能介紹如表1所示。?
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??? 應(yīng)用AfxBeginThread函數(shù)來啟動一個工作線程,用法如下:?
??? CWinThread* AfxBeginThread(AFX_THREADPROC pfnThreadProc,LPVOID pParam,int nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL )?
??? 在啟動一個工作線程之前,必須為線程編寫一個全局的線程函數(shù)。這個線程函數(shù)接受一個32位的LPVOID作為參數(shù),返回一個UINT,線程函數(shù)的結(jié)構(gòu)為:?
??? UINT ThreadUFunction(LPVOID pParam )?
??? {?
??? //線程處理代碼?
??? return 0;?
??? }?
??? 終止線程有兩種途徑:當(dāng)線程函數(shù)返回時,線程終止;線程函數(shù)也可以在內(nèi)部調(diào)用AfxEndThread函數(shù)來終止自己。?
??? 程序流程圖如圖1所示。?
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?
4 線程間的通信?
??? (1) 通過全局變量??? ?
??? 主線程可以采用多種方式與工作線程進(jìn)行通信,最簡單的辦法是通過全局變量,因?yàn)檫M(jìn)程中的所有線程都可以訪問所有的全局變量。如:定義全局變量bReceiveSuccess,它表示是否收到了正確的響應(yīng)。在主線程向串口寫數(shù)據(jù)之后它被置為FALSE,然后延時線程啟動。當(dāng)系統(tǒng)收到正確的響應(yīng)后,bReceiveSuccess被主線程改為TRUE。延時線程根據(jù)bReceiveSuccess的值來決定是結(jié)束該線程還是給主線程發(fā)消息。?
??? (2) 通過參數(shù)?
??? 主線程可以向工作線程傳遞一個4字節(jié)的參數(shù),一種使用該參數(shù)的常見方式是傳遞一個指針,它指向這個線程的父類。如:?
UINT CSerialPort::CommThread(LPVOID pParam)?
{?
??? CSerialPort *port=(CSerialPort*)pParam; //取得串口類指針?
??????????????????????????????? ?? //線程處理代碼?
}?
??? (3) 通過消息?
??? 工作線程獲得主線程的窗口句柄,則可以給主線程發(fā)送消息。如:?
??? 通信線程通知主線程,串口接收到了數(shù)據(jù)?
??? ::PostMessage((port->m_pOwner)->m_hWnd, WM_COMM_RXCHAR,(WPARAM) RXBuff, (LPARAM) port->m_nPortNr);?
5 線程的同步?
??? 多線程的優(yōu)點(diǎn)之一是所有線程都可以訪問相同的全局對象和共享資源,它提供了程序設(shè)計(jì)的簡捷性和便利性,提高了對信息處理的并發(fā)度。但如果不妥善處理好線程的并發(fā)問題,也會帶來數(shù)據(jù)的錯誤或是資源的死鎖。為了避免這些問題發(fā)生,線程在使用共享資源或?qū)ο笄氨仨毇@得一個約束訪問同步對象的權(quán)力,也就是通過同步的機(jī)制來控制這種權(quán)力的使用。線程間的同步有多種方法。?
??? (1) 臨界區(qū)?
??? 臨界區(qū)是通過對多個線程的串行化來訪問公共資源或一段代碼。如:?
??? InitializeCriticalSection(&(port->m_csCommunicationSync)); //初始化臨界區(qū)對象?
??? EnterCriticalSection(&port->m_csCommunicationSync);?
??? //使調(diào)用線程等待獲得臨界區(qū)對象并在獲得擁有權(quán)時返回?
Do?
{?
??? if(!bReceiveSuccess)????????? //訪問全局變量?
??? {?????????????????????????????????? ?
??? LeaveCriticalSection(&port->m_csCommunicationSync);?
??? //釋放對臨界區(qū)對象的擁有權(quán)?
??? //其它處理代碼?
??? }?
}?
??? (2) 事件?
??? 事件用來通知線程有一些事件已經(jīng)發(fā)生,比較適合于信號控制。事件有手動復(fù)位和自動復(fù)位兩種。手動復(fù)位事件是在應(yīng)用程序或系統(tǒng)后臺控制下改變它的信號狀態(tài)。當(dāng)手動復(fù)位事件處于有信號狀態(tài)時,所有等待該事件的線程都被激活,事件保留有信號狀態(tài)直到被一個應(yīng)用程序復(fù)位為止。當(dāng)一個自動復(fù)位事件處于有信號狀態(tài)時,只有一個等待線程會被激活,并且事件將復(fù)位成無信號,其它所有等待著的線程仍將保持掛起狀態(tài)。?
??? 定義3個事件:?
??? m_hEventArray[0] = m_hShutdownEvent;?//結(jié)束通信線程事件?
??? m_hEventArray[1] = m_ov.hEvent;???? //讀事件?
??? m_hEventArray[2] = m_hWriteEvent;?? ???? //寫事件?
??? 在通信線程的線程函數(shù)CommThread中等待3個事件的發(fā)生?
??? Event=WaitForMultipleObjects(3,port->m_hEventArray, FALSE, INFINITE);?
switch (Event)?
{?
??? case 0: //結(jié)束通信線程事件?
??? {?
??? port->m_bThreadAlive = FALSE;?
??? AfxEndThread(100);//結(jié)束通信線程?
??? break;?
??? }?
??? case 1:???? //讀事件 ?? ?
??? {?
??? GetCommMask(port->m_hComm, &CommEvent);?
??? if (CommEvent & EV_RXCHAR)?
??? ReceiveChar(port, comstat);//從串口讀數(shù)?
??? break;?
??? } ?
??? case 2:???? //寫事件?
??? {?
??? WriteChar(port);??????? //向窗口寫數(shù)?
??? break;?
??? }?
} // end switch?
參考文獻(xiàn)?
1 Visual C++6.0 Online Help [M]?
2 (美)本內(nèi)特(Bennett,D.)著,徐 軍譯.Visual C++5開發(fā)人員指南.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.6