Windows 串口通信开发实战

基本概念

串口通信是嵌入式、物联网、工业控制领域的基石技术，其本质是通过操作系统 API 直接操作 UART 硬件接口完成二进制/文本协议传输。Windows 系统通过 文件化抽象 实现串口控制。

核心流程：打开串口–>配置串口参数–>数据收发–>关闭串口

使用示例

1）端口初始化

HANDLE hSerial = CreateFile(
    L"COM3",                      // 串口号 （Unicode 宽字符 L）
    GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 访问权限（位运算组合）
    0,                            // 独占模式（禁止其他进程访问）
    NULL,                         // 默认安全属性
    OPEN_EXISTING,                // 创建方式：打开已存在的设备
    FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,        // 文件属性：普通文件（无特殊属性）
    NULL                          // 无模板文件
);

• 返回的 HANDLE 需全局管理 ：避免重复打开。
• 校验返回值 ：检查 hSerial 是否等于 INVALID_HANDLE_VALUE，以确定串口打开是否失败。

2）协议配置：DCB 结构体与流控制

DCB dcb = { 0 };        // 必须初始化归零
dcb.DCBlength = sizeof(dcb);        // 结构体大小（API 依赖此字段）
GetCommState(hSerial, &dcb);

// 优先使用字符串配置（结构化语法）
std::wostringstream  oss; // 宽字符流 W
// 波特率、校验位、数据位、停止位、timeout、DTR、RTS
oss << L"baud=9600 parity=N data=8 stop=1 to=off dtr=off rts=on";
BuildCommDCBW(oss.str().c_str(), &dcb) // 使用宽字符版本 W

// 手动覆盖流控制策略
dcb.fDtrControl = DTR_CONTROL_ENABLE;
dcb.fRtsControl = RTS_CONTROL_ENABLE;

SetCommState(hSerial, &dcb)   // 应用配置

• 严格遵循 BuildCommDCBW 的字符串语法 ：确保格式为 key=value。
• 校验关键函数返回值 ：检查 BuildCommDCBW 和 SetCommState 是否成功。

3）数据收发

发送数据

char data[] = "AT\r\n";        //\r\n 回车+换行
DWORD bytesWritten;        // 发送的字节数
WriteFile(hSerial, data, strlen(data), &bytesWritten, NULL);

接收数据

char buffer[256];
DWORD bytesRead;        // 接收的字节数
ReadFile(hSerial, buffer, sizeof(buffer) - 1, &bytesRead, NULL); // sizeof(buffer) - 1 保留终止符空间
if(bytesRead > 0) {
    buffer[bytesRead] = '\0';        // 添加终止符（文本协议）
    //...
}

• ReadFile/WriteFile 可以校验返回值 + 实际读写字节数
• 超时策略需根据场景选择

4）关闭端口

CloseHandle(hSerial);

总结

• 打开串口 ：CreateFile
• 获取配置 ：GetCommState
• 设置参数 ：SetCommState
• 数据发送 ：WriteFile
• 数据接收 ：ReadFile
• 关闭端口 ：CloseHandle