K U R S
Programowanie portu szeregowego
w systemach operacyjnych Linux
i Windows, część 4
istotne jest jej typowe wykorzysta- Ważną rolę pełni funkcja Setup-
Umiejętność programowej obsługi
nie, pozwalające na otworzenie por- Comm() służąca do ustalenia rozmiaru
interfejsu RS232 od strony
tu do zapisu i odczytu, które przed- buforów: wejściowego i wyjściowego.
komputera PC jest dziś istotnym
stawiono na list. 13. Jest ona określona następująco:
elementem elektronicznego
BOOL SetupComm(
HANDLE hCommDev,
rzemiosła. W niniejszym
Konfiguracja portu
DWORD dwInQueue,
DWORD dwOutQueue
kursie piszemy jak w praktyce Po otwarciu, port musi zostać
);
skonfigurowany. Jego konfiguracja
oprogramować port szeregowy
odbywa się podobnie do modyfikacji Argumenty dwInQueue i dwOutQu-
w środowiskach Linux i Windows.
struktury termios w systemie Linux. eue zawierają rozmiary buforów wej-
Wiele miejsca poświęcamy
W systemie Windows modyfikowana ściowego i wyjściowego.
pisaniu przenośnych aplikacji
jest specjalna struktura DCB. Sche- Przykład konfiguracji portu szere-
GUI, które korzystają z interfejsu
mat konfiguracji polega na pobra- gowego w systemie Windows przed-
niu aktualnej wartości tej struktury stawiono na list. 14. Taka konfigura-
szeregowego i zachowują
za pomocą funkcji GetCommState(), cja pozwala na pracę z ramką typu
się tak samo w systemach
jej zmodyfikowaniu oraz zapisaniu 8N1 przy wyłączonej sprzętowej kon-
Windows jak i Linux. Wszystkie
nowej wartości za pomocą funk- troli przepływu i szybkości transmisji
omawiane zagadnienia poparte
cji SetCommState(). Prototypy tych 19200 bodów.
są szczegółowo opisanymi
funkcji są określone następująco:
BOOL GetCommState(
praktycznymi przykładami. Czytanie z portu
HANDLE hCommDev,
Czytanie z bufora wejściowego
LPDCB lpDCB
);
Po dłuższej przerwie wznawiamy portu szeregowego odbywa się za
kurs poświęcony programowaniu por- BOOL SetCommState( pomocą funkcji Win32 API określo-
HANDLE hCommDev,
tu szeregowego w systemach opera- nej następująco:
LPDCB lpDCB
BOOL ReadFile(
);
cyjnych Linux i Windows. W kolejnej
HANDLE hCommDev,
części poznamy sposób obsługi łącza Uchwyt hCommDev wskazuje na
LPVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToRead,
RS232 w systemie Windows, oraz otwarty port szeregowy, zaś wskaz
-
LPDWORD lpNumberOfBytesRead,
stworzymy przenośną klasę CCommIn- nik lpDCB wskazuje na strukturę LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
terface, służącą do obsługi tego inter- DCB, do której mają zostać skopio-
fejsu w systemach Linux i Windows. wane dane o ustawie-
niach portu, lub z której
List. 13. Otwarcie portu do zapisu i odczytu
Obsługa łącza RS232 dane mają być pobrane hCommDev = CreateFile(lpFileName, GENERIC_READ |
GENERIC_WRITE, 0, NULL,
w systemie Windows w celu modyfikacji tych
OPEN_EXISTING, 0, NULL);
Sposoby obsługi portu RS232 są ustawień.
w dużej mierze podobne zarówno
w systemie Windows, jak i w sys- List. 14. Przykładowa konfiguracja portu szeregowego (ramka 8N1, 19200
temie Linux. Pewną różnicę stano- bodów)
if (hCommDev != INVALID_HANDLE_VALUE)
wi brak plików urządzeń systemie
{
dcb.DCBlength = sizeof(dcb);
Windows. Otwarcie portu polega
if(!GetCommState(hCommDev, &dcb))
na tymczasowym stworzeniu od-
return false;
dcb.BaudRate = 19200;
powiedniego pliku, zaś póz
niejsze
//transmission parameters
jego używanie sprowadza się do
dcb.Parity = NOPARITY;
dcb.StopBits = ONESTOPBIT;
zapisywania i odczytywania danych
dcb.ByteSize = 8;
do/z utworzonego pliku. Podobnie //DCB flags
dcb.fParity = FALSE;
jest realizowana komunikacja z in-
dcb.fDtrControl = DTR_CONTROL_DISABLE;
//DTR line dislabled
nymi urządzeniami zewnętrznymi.
dcb.fRtsControl = RTS_CONTROL_DISABLE;
//RTS line disabled
dcb.fOutxCtsFlow = FALSE;
Otwieranie portu
dcb.fOutxDsrFlow = FALSE;
Otwieranie portu szeregowego od- dcb.fDsrSensitivity = FALSE;
dcb.fAbortOnError = FALSE;
bywa się za pomocą funkcji Win32
dcb.fOutX = FALSE;
API CreateFile(), która tworzy plik dcb.fInX = FALSE;
dcb.fErrorChar = FALSE;
związany z tym portem. Funkcja ta
dcb.fNull = FALSE;
if(!SetCommState(hCommDev,&dcb))
przyjmuje 7 parametrów i zapewnia
return false;
różnorakie opcje związane z otwie-
if(!SetupComm(hCommDev, cbInQueue, cbOutQueue))
return false;
raniem plików. Dla zagadnień zwią-
}
zanych z obsługą portu szeregowego
Elektronika Praktyczna 5/2007
89
K U R S
HANDLE hCommDev,
tu szeregowego (funkcja jednocze-
List. 15. Dyrektywy kompilacji warun- LPCVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToWrite,
śnie zeruje znacznik błędu) oraz
kowej dla biblioteki Qt
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,
#include
LPOVERLAPPED lpOverlapped odczytać stan portu, który jest
//...
);
#ifdef Q_WS_WIN umieszczany w specjalnej struktu-
//Code compiled on Windows OS
Uchwyt hCommDev wskazuje na rze COMSTAT, dostępnej poprzez
#endif
#ifdef Q_WS_X11 używany port szeregowy. Argument wskaz
nik lpStat. Jednym z pól tej
//Code compiled on Linux OS
lpBuffer jest wskaz
nikiem na po- struktury jest pole cbInQue za-
#endif
czątek obszaru pamięci, w którym wierające liczbę nie odczytanych
są umieszczone dane przeznaczone bajtów, jakie oczekują w buforze
Uchwyt hCommDev wskazuje na do wysłania do portu. Argument wejściowym portu szeregowego. Ar-
używany port szeregowy  jest to nNumberOfBytesToWrite specyfikuje gument hCommDev jest uchwytem
uchwyt zwracany podczas otwarcia ile bajtów ma być wysłanych do do używanego portu.
portu przez funkcję CreateFile(). Ar- portu, zaś argument lpNumberO-
gument lpBuffer jest wskaz
nikiem na fBytesWritten wskazuje na zmienną, Zamykanie portu
początek obszaru pamięci, w którym w której umieszczana jest liczba Zamykanie portu szeregowego od-
zostaną umieszczone dane odczyta- faktycznie wysłanych bajtów. Licz- bywa się za pomocą funkcji Win32
ne z portu. Argument nNumberOfBy- by te mogą się różnić, gdy nastąpił API określonej następująco:
BOOL CloseHandle(HANDLE *hCommDev);
tesToRead specyfikuje ile bajtów ma błąd zapisu. Ostatni argument funk-
być odczytanych z portu, zaś argu- cji WriteFile()  lpOverlapped  nie Funkcja zamyka port, a ściślej 
ment lpNumberOfBytesRead wskazuje jest w tym przypadku wykorzysty- związany z nim plik utworzony za
na zmienną, w której jest umiesz- wany i jego wartość podczas jej pomocą funkcji CreateFile(), wska-
czana liczba faktycznie odczytanych wywołania wynosi NULL. Funkcja zywany przez uchwyt hCommDev.
bajtów. Liczby te mogą się różnić WriteFile() zwraca wartość logiczną
wtedy, gdy w buforze wejściowym true, gdy zapis przebiegł prawidło- Klasa CCommInterface
znajduje się mniej bajtów niż poda- wo, zaś false, gdy wystąpił błąd. Klasa CCommInterface posiada
no w zmiennej nNumberOfBytesToRe- uniwersalne metody implementują-
ad, lub gdy nastąpił błąd odczytu. Sprawdzenie liczby bajtów ce podstawowe operacje na porcie
Ostatni argument funkcji ReadFile() oczekujących na odczyt szeregowym, a więc: otwarcie por-
 lpOverlapped  nie jest w tym w buforze wejściowym tu, zamknięcie portu, zapis ciągu
przypadku wykorzystywany i jego Sprawdzenie ile nie odczyta- bajtów, odczyt ciągu bajtów oraz
wartość podczas jej wywołania wy- nych bajtów oczekuje w buforze sprawdzenie liczby nie odczytanych
nosi NULL. Funkcja ReadFile() zwra- wejściowym odbywa się za pomo- bajtów znajdujących się w buforze
ca wartość logiczną true, gdy odczyt cą funkcji Win32 API określonej wejściowym. Oto lista prototypów
przebiegł prawidłowo, zaś false, gdy następująco: publicznych metod tej klasy:
BOOL ClearCommError( bool Open(string CommID, unsigned
wystąpił błąd.
HANDLE hCommDev, long Baud);
LPDWORD lpErrors,
LPCOMSTAT lpStat bool Close(void);
Pisanie do portu
);
Wysyłanie danych do bufora
unsigned long Write(const
void *Buffer, unsigned long
wyjściowego portu szeregowego od- Wywołanie tej funkcji pozwala
NumberOfBytesToWrite);
bywa się za pomocą funkcji Win32 poznać kod ostatniego błędu (wska-
bool Read(void *Buffer, unsigned
API określonej następująco: zywany przez argument lpErrors),
long *lpNumberOfBytesRead, unsigned
BOOL WriteFile(
jaki pojawił się podczas pracy por- long NumberOfBytesToRead);
List. 16. Plik nagłówkowy klasy CCommInterface
#ifndef CommInterfaceH
#define CommInterfaceH
#include
#include
using namespace std;
//---------------------------------------------------------------------------
class CCommInterface
{
private:
const char *lpFileName;
unsigned long BaudRate;
unsigned long cbInQueue;
unsigned long cbOutQueue;
#ifdef Q_WS_WIN
void *hCommDev;
#endif
#ifdef Q_WS_X11
int fd;
#endif
protected:
public:
CCommInterface();
bool Open(string CommID, unsigned long Baud);
void Close(void);
unsigned long Write(const void* Buffer, unsigned long NumberOfBytesToWrite);
bool Read(void * Buffer, unsigned long * lpNumberOfBytesRead, unsigned long NumberOfBytesToRead);
void CheckCommInput(unsigned long * lpErrors, unsigned long * lpInQue);
};
//---------------------------------------------------------------------------
#endif
Elektronika Praktyczna 5/2007
90
K U R S
fragmenty właściwe dla systemu W celu przekazania nazwy por-
bool CheckCommInput(unsigned long
*lpErrors, unsigned long *lpInQue);
Linux, gdy kompilacja będzie doko- tu ( COM1 ,  COM2 ) do funkcji
Nazwy poszczególnych argumen- nywana w systemie Linux. Dyrekty- Open() wykorzystano uniwersalny
tów jednoznacznie wskazują na ich wy kompilacji warunkowej opierają typ string z biblioteki STL (Stan-
znaczenie, nie ma więc potrzeby się na predefiniowanych stałych, dard Template Library). Dzięki
szczegółowego wyjaśniania roli każ- charakterystycznych dla używane- temu istnieje pewność co do prze-
dego z nich. Funkcja Write() zwra- go kompilatora czy biblioteki. Już kazywanych danych tekstowych
ca liczbę faktycznie zapisanych teraz zdradzę, że przykłady aplika- niezależnie od platformy, na której
bajtów (w przypadku błędu zwra- cji okienkowych omówione w kolej- dokonywana jest kompilacja. Bi-
ca 0). Funkcja Open() jako jedyne nych częściach kursu będą stworzo- blioteka ta jest przy tym tak bar-
argumenty przyjmuje identyfikator ne za pomocą rewelacyjnej i rozwo- dzo popularna, że jej implementa-
portu i szybkość transmisji  port jowej biblioteki Qt firmy Trolltech. cja dostarczana jest wraz z każdym
jest otwierany do pracy z ramką Dyrektywy kompilacji warunkowej szanującym się kompilatorem. Plik
8N1 przy wyłączonej sprzętowej charakterystyczne dla tej bibliote- nagłówkowy klasy CCommInterface
kontroli przepływu. Klasę tę moż- ki przedstawiono na list. 15. Stałe przedstawiono na list. 16.
na dowolnie zmodyfikować we- Q_WS_WIN i Q_WS_X11 są zde-
dług potrzeb, w celu zapewnienia finiowane w pliku QtGlobal. Plik Podsumowanie
innych ustawień portu, jeśli takie ten musi być wcześniej włączo- Wiemy już jak obsłużyć port
będą potrzebne. ny do kodu aplikacji (oczywiście, RS232 w systemach Linux i Win-
Implementacja metod klasy niekoniecznie w tym samym pliku dows, dysponujemy także uniwer-
CCommInterface polegała na zebra- z
ródłowym, w którym wykorzystuje salną klasą C++, która to umoż-
niu wiadomości dotyczących ob- się zdefiniowane w nim stałe). Dla liwia. Następne części kursu będą
sługi portu w obu systemach ope- innych bibliotek i kompilatorów ist- poświęcone tworzeniu prostych
racyjnych i połączeniu ich poprzez nieją inne stałe określające system aplikacji GUI wykorzystujących kla-
dyrektywy kompilacji warunkowej. operacyjny. Adaptacja klasy CCom- sę CCommInterface.
Dzięki temu, fragmenty właściwe mInterface do pracy z nimi polega Arkadiusz Antoniak, EP
dla systemu Windows będą kom- tylko i wyłącznie na zamianie tych [e-mail]
pilowane, gdy kompilacja będzie stałych. Reszta kodu z
ródłowego www.antoniak.ep.com.pl
dokonywana w tym systemie, zaś pozostaje bez zmian.
1/8L
180x93 mm
Elektronika Praktyczna 5/2007
91