Hier soll beschreiben werden wie die serielle Schnittstelle via C/C++
angesteuert wird.
Am Ende habe ich einen Quellcode mit den Com-Tools
für Windows angehängt. Darin ist ein kleines Demoprogramm
enthalten das zeigt wie zwei Computer mit einander verbunden werden können. Ein
weiteres Beispiel zeigt wie alle COM-Schnittellen aufgelistet
werden können, und bestimmt werden kann welche Ports von USB-Geräten stammen.
Die Schnittstelle besteht aus mindestens 3 Leitungen. (GND RxD und TxD). GND
ist die Masseverbindung, über TxD werden die Daten gesendet und bei RxD
empfangen. Die Daten werden asynchron übertragen. Das heißt zwischen Sender
und Empfänger gibt es kein Synchronisationssignal. Der Beginn der
Datenübertragung wird durch ein Startbit auf der TxD Leitung eingeleitet. Dieses
Bit ist immer 0 (low). Ein logisches 0 Signal entspricht einem Pegel von +15 bis
+3 Volt. Ein logisches 1 Signal entspricht einem Pegel von -15 bis -3 Volt. Nach
dem Startbit folgen die Datenbits, beginnend mit dem niederwertigsten Bit. Es
können 5 bis 8 Datenbits übertragen werden, üblich sind aber 7 oder 8 Datenbits. Nach
den Datenbits kann ein Paritybit folgen. Dieses kann auf vier Arten
erfolgen. Gerade Parität dann wird das Paritybit auf 1 gesetzt wenn eine
ungerade Anzahl an logischen 1'en in den Datenbits vorhanden war. Ungerade
Parität dann wird das Paritybit auf 1 gesetzt wenn eine gerade Anzahl an
logischen 1'en in den Datenbits vorhanden war. Außerdem kann das Paritybit
immer auf 1 oder auf 0 gesetzt werden. Die Übertragung wird durch ein Stopbit
beendet. Dieses ist immer 1 und ist ein, ein-ein-halb oder zwei Bits lang. Die
Baudrate bestimmt wie viele Bits je Sekunde ausgegeben werden.
Die Steckerbelegung sieht so aus:
Durch setzen der RTS (ready to send) Leitung auf 1 wird signalisiert das die
Schnittstelle bereit zum senden ist. Über CTS (clear to send) wird empfangen ob
die Gegenseite bereit zum senden ist. Durch setzen der DTR (date terminal ready)
Leitung auf 1 wird signalisiert das die Schnittstelle betriebsbereit ist. Über DSR (data set
ready) wird empfangen ob die Gegenseite bereit ist. Für eine Verbindung zwischen
zwei PC's braucht man ein 7-poliges Null-Modem Kabel. Die 3 polige Variante ist
die Sparversion und funktioniert in den meisten Fällen auch:
Programmierung der seriellen Schnittstelle
Auf die serielle Schnittstelle kann man unter Windows zugreifen über die
Datei-IO Funktionen:
- CreateFile
- CloseHandle
- WriteFile
- ReadFile
Die Einstellungen der serielle Schnittstelle erfolgen über die
API-Funktionen:
- SetCommState
- SetCommTimeouts
So öffnet man die Schnittstelle:
DCB
sDcb;
HANDLE
hFile;
COMMTIMEOUTS sTo;
hFile=CreateFile("\\\\.\\COM1",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,0,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,0);
if(hFile==INVALID_HANDLE_VALUE)return
0;
memset(&sDcb,0,sizeof(sDcb));
sDcb.DCBlength
= sizeof(sDcb);
sDcb.BaudRate
= 9600;
// Baudrate
sDcb.fParity
= FALSE;
sDcb.fBinary
= TRUE;
sDcb.Parity
= NOPARITY;// Kein
Paritybit
sDcb.StopBits
= ONESTOPBIT;
sDcb.fOutxCtsFlow
= FALSE;
sDcb.fOutxDsrFlow
= FALSE;
sDcb.fDtrControl
= DTR_CONTROL_ENABLE;
sDcb.fRtsControl
= RTS_CONTROL_ENABLE;
sDcb.fDsrSensitivity
= FALSE;
sDcb.fAbortOnError
= FALSE;
sDcb.ByteSize
= 8;
// 8 Datenbits
if(!SetCommState(hFile,&sDcb))
{
CloseHandle(hFile);
return
0;
}
sTo.ReadIntervalTimeout
= MAXDWORD; //
0 ms Read-Tomeout
sTo.ReadTotalTimeoutMultiplier
= 0;
sTo.ReadTotalTimeoutConstant
= 0;
sTo.WriteTotalTimeoutMultiplier=
1; //
1*2 ms Write Timeout
sTo.WriteTotalTimeoutConstant
= 2;
if(!SetCommTimeouts((HANDLE)hFile,&sTo))
{
CloseHandle(hFile);
return
0;
}
So liest und schreibt man auf die Schnittstelle:
DWORD
dwCount;
char
cData[16];
ReadFile (hFile,cData,16,&dwCount,0);
WriteFile(hFile,cData,16,&dwCount,0);
Die Pegel auf der RTS und DTR Leitung können beliebig gesetzt
werden, es sind dazu nur die Variabelen bDtrOn und bRtsOn im folgenden
Beispiel richtig zu setzen:
...
bool bDtrOn=1, bRdsOn=1;
memset(&sDcb, 0 ,sizeof(sDcb));
sDcb.DCBlength = sizeof(sDcb);
GetCommState(hFile,&sDcb);
sDcb.fDtrControl = (bDtrOn)? DTR_CONTROL_ENABLE:DTR_CONTROL_DISABLE;
sDcb.fRtsControl = (bRdsOn)? RTS_CONTROL_ENABLE:RTS_CONTROL_DISABLE;
SetCommState(hFile,&sDcb);
...
Tools für die serielle Schnittstelle
Die Tools bestehen aus acht Funktionen:
ComInit
Initialisieren
ComExit
Deinitialisieren
ComOpen
Schnittstelle öffnen
ComClose Schnittstelle
schließen
ComRead
Daten lesen
ComWrite
Daten schreiben
ComGetReadCount Abfragen wieviele Bytes im Empfangspuffer sind
ComGetWriteCount Abfragen wieviele Bytes im Sendepuffer sind
Um ein COM-Port ansprechen zu können muss mit ComInit
den Treiber zuerst initialisiert werden. Anschließend öffnet man mit ComOpen
das COM-Port. Mit ComRead
und ComWrite
können jetzt Daten einlesen und ausgeben werden.
Hier ist ein kleines Beispiel wie man die Com-Tools anwendet:
#include "ComTools.h"
#define COM2 1
int
main()
{
char cData[16]="Hallo";
int i;
ComInit (); // Initialisierung
ComOpen
(COM2,19200); // COM2 öffnen
ComWrite(COM2,cData,5);
// 5 Byte schreiben
i=ComRead
(COM2,cData,16); //
16 Byte lesen
ComClose(COM2);
// COM2 schließen
ComExit ();
//
Deinitialisierung
printf("\nEs wurden %i Zeichen empfangen.\n",i);
return 0;
}
Download der Com-Tools Com-Tools samt einem kleinen Demo-Programm das zeigt wie man zwei PC's mit einem Null-Modem-Kabel verbindet.
Die seriellen Schnittstellen
auflisten
Hier sind ist eine Funktionen mit der man die seriellen
Schnittstellen auflisten kann. Dabei wird auch angezeigt ob die
COM-Schnittstelle von einem USB-Grerät stammt. Außerdem werden die
Device-Namen und Beschreibungen angezeigt. Das ganze läuft über die Funktion ComEnumPorts.
Hier ein Beispiel:
#include "ComEnumPorts.h"
#include <conio.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
int i,iCount;
ComInfo *pInfo;
iCount = ComEnumPorts(NULL,0); // Zählen der Ports
if(!iCount)
{
printf("\n\nNo Ports found.\n\n");
getch();
return -1;
}
pInfo = new ComInfo[iCount]; // Port Informationen holen
iCount = ComEnumPorts(pInfo,iCount);
for(i=0;i<iCount;i++)
{
printf("\nPort %i",i);
printf("\n\tPort = %s",pInfo[i].cPortName);
printf("\n\tName = %s",pInfo[i].cFriendlyName);
printf("\n\tPath = %s",pInfo[i].cDevPath);
printf("\n\tDesk = %s",pInfo[i].cPortDesc);
printf("\n\tUSB = %i",pInfo[i].bUsbDevice);
printf("\n");
}
delete pInfo;
getch();
return 0;
}
