探討Delphi串口通信程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

來(lái)曉俊

摘要：該文主要針對(duì)Delphi串口通信程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究和探討，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用Delphi 編程技術(shù)，利用軟件制作數(shù)據(jù)發(fā)生器來(lái)對(duì)硬件進(jìn)行模擬，從而產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后利用已經(jīng)完成屬性和緩沖區(qū)等設(shè)置工作的Spcomm 控件，通過(guò)VCL 控件設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面將所得數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送出去，最終讓計(jì)算機(jī)對(duì)串口進(jìn)行有效的控制來(lái)完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。

關(guān)鍵詞：Delphi；串口通信；控件

中圖分類號(hào)： TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）09-2112-05

1 串口及Delphi介紹

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，串口通信技術(shù)由于具有良好的靈活性以及可靠性進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)國(guó)防科技的建設(shè)，并影響著人們的生產(chǎn)和生活。過(guò)去在進(jìn)行通信控制的過(guò)程中，一般都是將PC機(jī)和開(kāi)發(fā)板分別作為上位機(jī)和下位機(jī)，這主要是由于PC機(jī)具有較高的性價(jià)比，信息處理時(shí)速度較快，靈活性較大，所以在用戶界面上一般都會(huì)要求PC機(jī)擁有產(chǎn)生并傳輸相應(yīng)控制信號(hào)的功能，在這當(dāng)中信號(hào)的傳輸工作一般都是通過(guò)串口通信來(lái)完成的。不過(guò)串口通信也存在一些不足之處，比如在串口通信當(dāng)中，RS-232的實(shí)際傳輸距離一般都在30m以內(nèi)，而RS-485在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)通常都是透明的，如果把RS-232和RS-485聯(lián)合起來(lái)使用，串口才可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸，所以在實(shí)際傳輸工作中還需要把RS-232轉(zhuǎn)換成為RS-485。而相對(duì)于并行傳輸來(lái)說(shuō)，串口通信的傳輸速度雖然比較慢，不過(guò)使用過(guò)程中較為靈活、簡(jiǎn)單，可靠性較好，能夠有效的減少數(shù)據(jù)線的使用，特別是在進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的過(guò)程中，可以極大的節(jié)約通信成本。

Borland公司曾推出一種面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語(yǔ)言，具有較強(qiáng)的可視化，也就是實(shí)際應(yīng)用中較為常見(jiàn)的Delphi語(yǔ)言，該語(yǔ)言能夠把可視化設(shè)計(jì)Windows編程所具有的復(fù)雜性封裝和ObjectPascal語(yǔ)言進(jìn)行聯(lián)合，在用戶程序的編寫(xiě)中實(shí)用性更強(qiáng)。與此同時(shí)由于Delphi具有的多種優(yōu)點(diǎn)例如界面友好、功能較多等受到了廣大軟件開(kāi)發(fā)人員的青睞，特別是在數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)方面發(fā)揮了重要的作用。不過(guò)Delphi也存在一定的不足，其本身并不帶有串口通信控件，在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中不太方便，但是通過(guò)引入SPCOMM控件能夠有效的解決該問(wèn)題，促進(jìn)了眾多通信程序的開(kāi)發(fā)人員的軟件開(kāi)發(fā)工作。

2 利用 Delphi 實(shí)現(xiàn)串口通信的三種常用方法

Delphi 中實(shí)現(xiàn)串口通信最常見(jiàn)的三種方法分別是：首先是可以利用 API函數(shù)，其次可以利用Spcomm 或者M(jìn)SComm控件；最后是直接將其他的串口通信程序調(diào)用過(guò)來(lái)。第一種方法對(duì)于一些編寫(xiě)相對(duì)復(fù)雜但是層次相對(duì)較低的通信程序來(lái)說(shuō)更具有優(yōu)越性，但是由于編寫(xiě)通訊程序具有的復(fù)雜性，對(duì)該方法提出的要求就是必須掌握大量的通信知識(shí)。因此第二種方法要比第一種簡(jiǎn)單一些，由Small-Pig Team研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)第三方 Delphi 串口控件就是我們常說(shuō)的Spcomm 控件，通過(guò)到相關(guān)網(wǎng)站進(jìn)行下載，然后將其安裝到指定目錄當(dāng)中，能夠?qū)Υ谶M(jìn)行多種操作，該方法在編寫(xiě)通訊程序時(shí)較為簡(jiǎn)單，具有良好的可移植性能，而且非常通用，能夠支持多線程，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1利用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口通信

串口編程在不同的環(huán)境下（例如Windows環(huán)境和DOS 環(huán)境）存在很大的不同。其中在Windows環(huán)境下進(jìn)行串口通信編程的過(guò)程中，其主要特點(diǎn)就是設(shè)備具有無(wú)關(guān)性，在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的幫助下，可以有效的把外界的各種設(shè)備和Windows應(yīng)用程序相互隔離開(kāi)來(lái)。Windows 通過(guò)封裝其通信機(jī)制進(jìn)而成為通信API，程序工作人員能夠利用通信API來(lái)完成各種編程工作，省去了對(duì)硬件進(jìn)行的各項(xiàng)操作。而在局域網(wǎng)通信當(dāng)中，由于通信API只能算做一個(gè)串行端口API，所以適應(yīng)性較差。但是它能夠?qū)⒋诓僮骱臀募僮饔袡C(jī)的結(jié)合在一起，然后通過(guò)類似操作來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)串口通信。一般在利用API函數(shù)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)串口通信的事件主要包括下述幾種：

1）利用CreatFile 函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口的打開(kāi)操作，利用CloseHandle函數(shù)對(duì)串口進(jìn)行關(guān)閉。

2）在獲取串口的當(dāng)前配置時(shí)，可以通過(guò)GetCommState（）函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；在對(duì)串口資源的所有參數(shù)進(jìn)行重新分配的過(guò)程中可以使用GetCommState（）函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。只有對(duì)串口設(shè)備的屬性有一定的了解才可以對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的配置。在獲取串口屬性的過(guò)程中可以利用GetCommProperties（）函數(shù)。

3）利用ReadFile（）函數(shù)進(jìn)行串口的讀取，利用WriteFile 函數(shù)寫(xiě)串口。

2.2 利用 MSComm 控件實(shí)現(xiàn)串口通信

MSComm 控件在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)接收目的的過(guò)程中主要利用了串行端口，從而為應(yīng)用程序提供了相應(yīng)的串行通訊服務(wù)。程序員在利用MSComm 控件進(jìn)行串口編程的過(guò)程中不需要再掌握具有較高復(fù)雜程度的API函數(shù)，而且其具有較強(qiáng)的適用性。

1） 常用的兩種能夠有效處理通訊的方法

MSComm控件的兩種處理通訊的方式主要包括查詢方法以及事件驅(qū)動(dòng)方法。

2）常用屬性

CommPort和PortOpen分別表示設(shè)置并返回通訊端的口號(hào)和狀態(tài)；Input表示從接收緩沖區(qū)返回并同時(shí)進(jìn)行字符的刪除操作；Output表示向傳輸緩沖區(qū)當(dāng)中寫(xiě)一個(gè)字符串；EOFEnable表示確定輸入時(shí)控件是否在尋找EOF字符的狀態(tài)；Settings表示通過(guò)字符串進(jìn)行設(shè)置并返回停止位、波特率、數(shù)據(jù)位以及奇偶校驗(yàn)等。

MSComm控件當(dāng)中只存在一個(gè)OnComm事件。

3）通過(guò)利用MSComm控件實(shí)現(xiàn)串口通信的具體步驟主要為：

① 進(jìn)行MSComm控件的添加操作；

② 初始化串口并將其打開(kāi)；

③ 對(duì)串口事件進(jìn)行捕捉；

④ 按照要求對(duì)串口進(jìn)行讀寫(xiě)；

⑤ 完成后關(guān)閉串口。

2.3利用 Spcomm控件實(shí)現(xiàn)串口通信

Delphi 7.0 并沒(méi)有自帶Spcomm控件，因此需要在相關(guān)網(wǎng)站下載該控件并將其安裝在指定位置。通過(guò)使用Spcomm控件就能夠有效的實(shí)現(xiàn)串口的通信，這主要是由于Spcomm控件掌握了大量和串口通信有關(guān)的屬性以及事件，并能夠提供多種操作，對(duì)于一般串口通信的需求來(lái)說(shuō)都能夠滿足。

Spcomm 控件的安裝方法：

1） 下拉菜單- Component- Install Component，出現(xiàn)Unit file name之后在該位置上填寫(xiě)該控件所在的具體路徑信息，其余項(xiàng)均設(shè)置為默認(rèn)值，然后點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)行安裝。

2）在完成安裝操作之后， System 控件面板里面會(huì)顯示紅色控件Com。

Spcomm 控件的具體屬性、方法以及相應(yīng)的事件：

1） Spcomm 控件的屬性

CommName：Com1、Com2 等串口所對(duì)應(yīng)的名字主要利用CommName來(lái)表示；

BaudRate：波特率，該值主要是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定和更改的；

ParityCheck：是否需要進(jìn)行奇偶校驗(yàn)可以用ParityCheck表示；

ByteSize：字節(jié)長(zhǎng)度，按照實(shí)際需要進(jìn)行該值的設(shè)定；

Parity和StopBits：分別表示奇偶校驗(yàn)位和停止位；

SendDataEmpty：布爾型屬性，該屬性在true時(shí)主要表示發(fā)送隊(duì)列或者發(fā)送緩存為空；在false時(shí)則表示發(fā)送隊(duì)列或緩存當(dāng)中有信息。

2） Spcomm 控件的方法

在打開(kāi)串口的時(shí)候需要用到StartComm方法，在串口打開(kāi)失敗之后該方法會(huì)自動(dòng)報(bào)錯(cuò)。一般錯(cuò)誤種類主要包括下述幾種，分別是：串口已經(jīng)打開(kāi)或者打開(kāi)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤；無(wú)法安裝通信緩存；無(wú)法產(chǎn)生讀進(jìn)程、寫(xiě)進(jìn)程以及事件等；文件句柄不屬于通信句柄。

在關(guān)閉串口時(shí)需要用到StopComm方法，該方法沒(méi)有返回值。

WriteCommData（pDataToWrite：PChar；該方法能夠把一個(gè)字符串發(fā)送到寫(xiě)進(jìn)程中，如果發(fā)送成功即可返回到true，一旦發(fā)送失敗則會(huì)返回到false。

在采用該方法的時(shí)候能夠立即獲得返回值，之后就可以執(zhí)行發(fā)送操作。在該方法中由于具有布爾型函數(shù)，所以包括兩個(gè)參數(shù)，其中dwSizeofDataToWrite主要表示發(fā)送字符串的具體長(zhǎng)度；而pDataToWrite則表示所要發(fā)送的字符串。

3） Spcomm 控件的事件

OnReceiveData：procedure （Sender：TObject；Buffer：Pointer；

BufferLength：Word） of object

該事件一般會(huì)在數(shù)據(jù)輸入到緩存當(dāng)中時(shí)觸發(fā)，一般能夠有效處理從串口接收到的各種數(shù)據(jù)。Buffer主要表示接收到的數(shù)據(jù)，BufferLength則表示該數(shù)據(jù)的具體長(zhǎng)度。

OnReceiveError：procedure （Sender：TObject；EventMask：DWORD）一旦在接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，該事件就會(huì)被觸發(fā)。在Spcomm 控件的使用過(guò)程中，需要先添加一個(gè)Com 控件，通過(guò)設(shè)定該控件的屬性來(lái)對(duì)其發(fā)送和接收的觸發(fā)事件進(jìn)行設(shè)置，最后即可通過(guò)對(duì)源代碼進(jìn)行編寫(xiě)來(lái)完成調(diào)試工作。

4） Spcomm串口通信的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程

Spcomm串行通信控件的主要特點(diǎn)之一就是多線程，接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)不是在同一個(gè)線程中完成，其中在接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中會(huì)觸發(fā)OnReceiveData事件；然后通過(guò)WriteCommData（）函數(shù)把需要發(fā)送的數(shù)據(jù)快速寫(xiě)入到輸出緩沖器當(dāng)中，數(shù)據(jù)的發(fā)送工作即可在另一個(gè)線程中完成。

2.4 對(duì)其它串口通信程序進(jìn)行合理調(diào)試

在實(shí)現(xiàn)串口通信的過(guò)程中不僅可以使用Windows API 函數(shù)、Spcomm控件以及MSCOMM 控件，常見(jiàn)的SerialPort 控件以及CommPortDrv 控件同樣可以完成串口通信。

3系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程與實(shí)現(xiàn)方法

3.1發(fā)送窗口功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

在該案例中主要是對(duì)慣導(dǎo)計(jì)算機(jī)以及其具有的環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。PC機(jī)可以按照用戶的實(shí)際需求將有效指令發(fā)送給單板，然后單板在執(zhí)行之后再將結(jié)果返回PC機(jī)上并且明確的顯示出來(lái)。該操作的主要流程如圖1所示。

在串口通信實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中使用SPCOMM控件，需要按照設(shè)計(jì)規(guī)定將程序設(shè)計(jì)的大體框架構(gòu)建出來(lái)，完成軟件界面的設(shè)計(jì)工作，然后對(duì)通信對(duì)象、端口號(hào)等進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)實(shí)際需求編寫(xiě)程序，有效的完成數(shù)據(jù)的接收以及發(fā)送工作，最后將通信端口全部關(guān)閉即可。具體步驟主要為：

1）按照用戶的實(shí)際需求完成軟件界面的構(gòu)建工作。

2）初始化串口，同時(shí)設(shè)置SPCOMM控件的具體屬性值，將波特率設(shè)置為19200，規(guī)定字節(jié)長(zhǎng)度為8位、停止位為一位，將控件名確定為COM1，最后確定無(wú)奇偶校驗(yàn)位。

3）設(shè)置實(shí)現(xiàn)程序所需要的具體代碼。由于篇幅的限制，筆者只針對(duì)程序初始化代碼以及數(shù)據(jù)接收和發(fā)送所對(duì)應(yīng)的代碼進(jìn)行了闡述。

3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要依賴于Timer 控件以及Spcomm 控件的使用。

1） 初始化

通過(guò)選擇在本次通信過(guò)程中所使用的串口，對(duì)該串口進(jìn)行波特率、數(shù)據(jù)位、停止位以及校驗(yàn)方式等各個(gè)屬性的設(shè)置，然后將該串口打開(kāi)；

2）測(cè)試數(shù)據(jù)的發(fā)送方法

為了有效實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，需要先完成串口的調(diào)試工作，在選擇測(cè)試信號(hào)的時(shí)候可以任意選擇一個(gè)特定的字符串，然后將測(cè)試信號(hào)發(fā)送出來(lái)，如果接收事件能夠?qū)⑦@些特定的字符串成功收集，則表明測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送成功，串口能夠正常發(fā)送數(shù)據(jù)。

示例代碼如下：

5）定時(shí)器的設(shè)計(jì)方法

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)這一目的，可以對(duì)定時(shí)器的相關(guān)代碼以及屬性等進(jìn)行設(shè)置和編寫(xiě)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)對(duì)比上述三種方法發(fā)現(xiàn)，利用Spcomm 串行通信控件進(jìn)行串口通信程序的開(kāi)發(fā)，其靈活性更好，而且操作更為簡(jiǎn)單，值得推廣應(yīng)用。

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