NI_LabwindowsCVI串口编程_RS232__教程.doc

4.4.1 RS-232C 接口介绍
在介绍具体的RS-232 函数库之前，本节先简要介绍RS-232C 接口。美国电子工业协会（EIA）公布的 RS-232C 是用的最多的一种串行通信标准，它是从CCITT 远程通信标准中导出的，用于数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DEC）之间的接口。该标准包括按位串行传输的电气和机械方面的规定。

一、 接口信号
RS-232C 的机械指标规定：RS-232C 接口通向外部的连接器（插针插座）是一种“D”
型25 针插头。由于25 芯中有许多是不常用的，IBM-PC 对其进行了简化，取了其中的
常用的9 芯，构成了9 芯RS-232C 串行接口，使其成为一种事实上的串行接口标准配
置。RS-232C 的“D”型9 针插头引脚定义如图4-13 所示。

RS-232C 标准接口中的主要信号是“发送数据”和“接收数据”，它们用来在两个
系统或设备之间传送串行信息。对于异步通信，传输的串行位数据信息的单位是字符。
二、 数据传送格式和电气特性
图 4-14 示出了RS-232C 以位串行方式传输数据的格式，这是微机系统中最通用的
格式。7 位ASCII 码数据的连续传送由最低有效数字位开始，而以奇偶校验位结束。应
当指出，RS-232C 标准接口并不限于ASCII 数据，事实上还可有5 到8 个数据位，后
加一奇偶校验位，并有1 或2 位停止位。
在电性能方面，这一标准使用负逻辑。逻辑1 电平是在-15V 到-5V 范围内，逻辑0
电平则在+5V 到+15V 范围内。它要求RS-232C 接收器必须能识别低至+3V 的信号作为
逻辑0，而识别高至-3V 的信号作为逻辑1，这意味着有2V 的噪声容限。RS-232C 进行
数据传输的最高速率为20KB/S，通信距离最长为15m。

4.4.2 RS-232 函数库概述
LabWindows/CVI 6.0 提供的RS-232 函数库主要包括以下几类函数：串行口打开/
关闭（Open/Close）函数，串行口输入/输出（Input/Output）函数，串行口控制（Control）
函数，串行口状态查询（Status）函数，串行口事件处理（Callbacks）函数。列表如下：

4.4.3 RS-232 编程举例
利用LabWindows/CVI 的RS-232 函数库进行串行口应用编程时，主要包括以下几
个步骤：首先要打开一个串行口并对其进行配置，然后用户就可以利用该串行口收发数
据，程序结束之前则应当关闭该串行口。
本节结合一个实例介绍RS-232 函数库的使用方法。读者能在目录\samples\rs232\
commcallback.prj 下找到该例子。该实例利用计算机的串行口1 实现了“自发自收”和
“串行口事件检测”的功能。所谓“自发自收”指的是从计算机串行口发送出去的信息又被本计算机收到，而“串行口事件检测”的意思是当计算机的串行口检测到特定的字
符时就弹出提示对话框。
该例子虽然简单，但它非常有助于用户掌握串行口编程的基本思路和RS-232 相关
函数的使用方法。以下将分步骤介绍该该例程的实现方法。
步骤一：编写界面，生成程序框架
首先，用户应按照图4-15 所示编写软面板。为方便用户编写软面板，表4-28 列出
了软面板上各控件的基本属性设置。

图 4-15 软面板示意图
表 4-28 软面板主要控件基本属性设置

软面板编完以后，用户就可以利用LabWindows/CVI 自动生成程序框架，并进入步
骤二。
步骤二：打开串行口1 并进行配置
此部分代码添加在主函数中，如下所示：
int main (int argc, char *argv[])
{
if (InitCVIRTE (0, argv, 0) == 0) /* Initialize CVI libraries */
return -1; /* out of memory */
if ((gPanelHandle = LoadPanel (0, "commcallback.uir", PANEL)) < 0)
return -1;
if ((gHelpPanelHandle = LoadPanel (0, "commcallback.uir", HELP_PANEL)) < 0)
return -1;
OpenComConfig (1, "", 9600, 0, 8, 1, 512, 512); /* 打开串行口1 并进行配置
*/
SetCTSMode (1, LWRS_HWHANDSHAKE_OFF); /* 禁止硬件握手 */
FlushInQ (1); /* 清空串行口1 的输入队列 */
FlushOutQ (1); /* 清空串行口1 的输出队列 */
/* 弹出窗口提示用户输入待检测的事件字符 */
PromptPopup ("Event Charcter", "Enter the Event Character", gEventChar, 1);
/* 为串行口1 设置一个回调函数，使得串行口1 收到待检测字符时就调用回
调
函数 Event_Char_Detect_Func 给出提示 */
InstallComCallback (1, LWRS_RXFLAG, 0, (int)gEventChar[0] ,
Event_Char_Detect_Func, 0);
DisplayPanel (gPanelHandle); /* 显示主界面 */
RunUserInterface (); /* 运行用户界面 */
CloseCom (1); /* 在退出程序之前关闭串行口1*/
DiscardPanel (gPanelHandle);
DiscardPanel (gHelpPanelHandle);
return 0;
}
上述代码中用到了函数OpenComConfig，该函数的功能是：打开一个串行口并对
该串行口进行配置。
函数原型：int OpenComConfig (int COM_Port, char Device_Name[ ],
long Baud_Rate, int Parity, int Data_Bits,
int Stop_Bits, int Input_Queue_Size,
int Output_Queue_Size);
参数说明：
COM_Port：整型变量，用于指定要打开的端口号，有效范围为1-1000。
Device_Name[ ]：字符型数组，用ASCII 字符串表示的串行口名，该参数一般默认
为空。
Baud_Rate：长整型变量，串行口的波特率，标准的波特率有：110、300、600、1200、
2400、4800、9600、19200 等。应当指出，利用串行口进行通讯时，通讯双方的波特率
必须一致。此外，包括通讯双方的奇偶校验模式、数据位位数、停止位位数等也必须一
致。
Parity：整型变量，用于指定奇偶校验模式。0 表示无奇偶校验，1 表示奇校验，2则表示偶校验，另有两种不太常用的校验模式，此处不作介绍。
Data_Bits：整型变量，用于指定每帧信息中数据位的位数，可选的位数为5、6、7
和8。
Stop_Bits：整型变量，用于指定每帧信息中停止位的位数，可选的位数为1 和2。
Input_Queue_Size：整型变量，用于指定串行口输入队列的大小。
Output_Queue_Size：整型变量，用于指定串行口输出队列的大小。
因此，OpenComConfig (1, "", 9600, 0, 8, 1, 512, 512)的作用是打开串行口1，并对串
行口1 配置如下：波特率为9600，无奇偶校验，8 位数据位，一位停止位，输入/输出
队列的大小均为512 字节。
函数 FlushInQ (1)和FlushOutQ (1)的作用分别为清空串行口1 的输入队列和输出队
列。
上述代码中还用到了一个关键性的函数InstallComCallback，该函数的功能是：为
指定的串行口设置一个回调函数，当有相应的事件（比如串行口收到了特定的字符）发
生时，就调用指定的回调函数。
函数原型：int InstallComCallback (int COM_Port, int Event_Mask,
int Notify_Count, int Event_Character,
ComCallbackPtr Callback_Function,
void *Callback_Data);
参数说明：
Event_Mask：整型变量，用于指定一个事件，当该事件发生时，就调用指定的回
调函数，如果要禁止回调函数的调用，该参数填0。不同的常量名代表不同的事件，以
下将几个常用的常量名解释如下：
常量名 串行口事件
LWRS_RXCHAR 串行口收到任意的字符
LWRS_RXFLAG 串行口收到特定的字符
LWRS_TXEMPTY 串行口的发送序列为空
LWRS_RECEIVE 串行口输入队列中的字符数已达到指定的数量
Notify_Count：整型变量，使LWRS_RECEIVE 事件能够发生的输入队列内的最小
字节数。
Event_Character：整型变量，用于指定触发LWRS_RXFLAG 事件（串行口收到特
定的字符）的字符值。
Callback_Function：用于指定被调用的回调函数名，而且回调函数必须按以下格式
定义：void CVICALLBACK CallbackFunctionName (int portNo,int eventMask, void *callbackData)
Callback_Data：该参数可以是指向某个数据的指针，也可以是一个整形变量，它将
被传给上述的回调函数Callback_Function。一般该参数填为0 即可。
由以上的叙述可知，InstallComCallback (1, LWRS_RXFLAG, 0, (int)gEventChar[0] ,
Event_Char_Detect_Func, 0)函数的作用是：当串行口1 收到特定的字符时就调用函数
Event_Char_Detect_Func ， 提示用户串行口1 收到了某个特定的字符。函数
Event_Char_Detect_Func 的代码如下：
void CVICALLBACK Event_Char_Detect_Func (int portNo,int eventMask,void
*callbackData)
{
char outMessage[256];
Fmt (outMessage, "%s<%s%s%s",
"The Character \"",gEventChar,"\" was detected");
MessagePopup ("Install CommCallback", outMessage);
/* 弹出一个消息框给出提示信息 */
return;
}
步骤三：利用串行口收发数据
在本例中，串行口发送数据是通过该命令按钮“Send Data”对应的回调函数
SendData（）实现的，代码如下：
int CVICALLBACK SendData (int panel, int control, int event, void *callbackData,
int eventData1, int eventData2)
{
char info[20];
switch (event)
{
case EVENT_COMMIT:
/* 清空“Message Received”字符串*/
SetCtrlVal (gPanelHandle, PANEL_OUTOUT_STRING, "\0");
/* 将“Message to Send”字符串控件内的信息的存到数组info 中 */
GetCtrlVal (gPanelHandle, PANEL_INPUT_STRING, info);
FlushInQ (1); /*清空串行口1 的输入队列*/
/* 将“Message to Send”字符串控件内的信息的从串行口1 输出 */
ComWrt (1, info, strlen(info));
break;
}
return 0;
}上述代码中，用到了函数ComWrt(1, info, strlen(info))，其作用在于将数组info[ ]
中的信息送到串行口的输出队列。
函数原型：int ComWrt (int COM_Port, char Buffer[ ], int Count);
参数：
Buffer[]：字符型数组，欲输出的信息存在该数组中。
Count：整型变量，用于指定要输出的字节数。
串行口收数据则是通过命令按钮“Receive Data”对应的回调函数ReceiveData（）
实现的，其代码如下：
int CVICALLBACK ReceiveData (int panel, int control, int event, void *callbackData,
int eventData1, int eventData2)
{
char readBuf[20] = {0};
int strLen;
switch (event)
{
case EVENT_COMMIT:
strLen = GetInQLen (1); /* 获取串行口1 输入队列内的字符数 */
/* 将串行口1 输入队列内的所有字符读到数组readBuf 中 */
ComRd (1, readBuf, strLen);
/* 将从串行口输入队列读回的字符显示在“Message Received”字符串控件上
*/
SetCtrlVal (gPanelHandle, PANEL_OUTOUT_STRING, readBuf);
SetActiveCtrl (gPanelHandle, PANEL_INPUT_STRING);
break;
}
return 0;
}
上述代码中，GetInQLen (1)函数用于获取串行口1 输入队列内的字符数，函数
ComRd (1, readBuf, strLen)则实现了将串行口1 输入队列内的所有字符读到数组
readBuf 中的功能。现对该函数解释如下：
函数原型：int ComRd (int COM_Port, char Buffer[ ], int Count);
参数：
Buffer[ ]：字符型数组，用于存储从串行口读回的信息。
Count：整型变量，用于指定要读取的字节数。
步骤四：关闭串行口
用户使用完串行口以后，必须关闭串行口。关闭串行口只需用一个函数 CloseCom
就可实现。在本例中CloseCom (1)表示关闭串行口1。
到此为止，程序的编制工作都完成了，用户在运行程序之前需要先做好以下准备工
作：首先在计算机的串行口1 上连一根9 芯RS-232 电缆，然后再用一根导线将RS-232电缆上的2 端子（接收数据端）和3 端子（发送数据端）短接，电缆上的其它端子都为
空。做完以上准备工作后，用户就可执行该程序。程序运行后首先弹出一提示框，提示
用户输入待检测的字符，如图4-16 所示。用户输入任一字符后将进入主界面，如图4-15
所示。在图4-17 中，左上角的字符串控件用于显示串行口要发送的信息，左下角的字
符串控件则用于显示串行口所收到的信息。用户点击“Send Data”命令按钮，串行口
就将左上角控件内的字符串发送出去，由于事先已将串行口的发送和接收端子短接，因
此被发送的字符串实际上是被送到了串行口的输入队列，用户只需点击“Receive Data”
命令按钮，串行口将读取输入队列内的字符串并显示在左下角的字符串控件内。此时，
如果被发送的字符串中包含了用户先前输入的字符，程序将检测到并给出提示，如图
4-18 所示。

图 4-16 提示用户输入字符

图 4-17 主界面

图 4-18 提示串行口收到了字符“s”
由以上的介绍可知，利用 LabWindows/CVI 的RS-232 函数库可以很方便地进行串行口应用编程。编程的基本过程为：首先打开一个串行口并根据实际需要对其进行配置，
然后用户就可以利用该串行口收发数据，最后则应该关闭串行口。
此外，用户在进行串行口编程时，必须注意以下问题：
（1）串行通讯双方必须使用相同的通讯协议，如双方的波特率、数据位位数、奇偶
校验模式、停止位位数等必须一致。
（2）前面曾提到端口号的有效范围为1-1000，但是计算机一般只有1-2 个串行口，
因此用户在打开串行口时，必须确保所使用的端口号是实际存在的。
（3）为了确保串行口初始化成功，用户可先使用CloseCom 函数（当串行口处于关
闭状态时，该函数不起任何作用）将要初始化的串行口关闭。