Visual C++串口通信開發(fā)入門與編程實(shí)踐

前言

計(jì)算機(jī)的體系接口是計(jì)算機(jī)體系中的重要組成部分，體系接口的發(fā)展也是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。計(jì)算機(jī)體系接口復(fù)雜多樣，在它的發(fā)展過程中，總有一些接口在慢慢消失，又有一些接口在不斷出現(xiàn)。在當(dāng)代，主流的體系接口有PCI/PCI-E接口、USB 1.0/2.0、百兆位以太網(wǎng)等，新興接口還有藍(lán)牙、USB 3.0、吉位以太網(wǎng)、光纖等。這些體系接口都能夠提供通用計(jì)算機(jī)與包括嵌入式系統(tǒng)在內(nèi)的非計(jì)算機(jī)電子設(shè)備之間進(jìn)行通信的功能。無論是主流的體系接口還是新興的體系接口，其傳輸速度和傳輸可靠性都使得傳統(tǒng)體系接口（并口、串口）不能望其項(xiàng)背。但與此同時，這些接口的復(fù)雜性也是傳統(tǒng)體系接口所不能比擬的。這體現(xiàn)在兩個方面：一個是下位設(shè)備，也就是與通用計(jì)算機(jī)通信的設(shè)備的復(fù)雜性。通常，為了支持諸如以太網(wǎng)或者USB的接口，要么需要專業(yè)的硬件或者嵌入式軟件開發(fā)者投入大量的精力進(jìn)行開發(fā)、驗(yàn)證和維護(hù)，要么花費(fèi)資金購買相應(yīng)的硬件授權(quán)（IP核）或者接口芯片，硬件（嵌入式軟件）的復(fù)雜性必然帶來各種硬件開銷（硬件量、功耗等）的增加。另一個是通用計(jì)算機(jī)上軟件的復(fù)雜性。對支持以太網(wǎng)或者USB通信的軟件的開發(fā)，由于體系本身的復(fù)雜性，程序員需要擁有相當(dāng)?shù)闹R儲備和過硬的調(diào)試能力?？疾煸诳蒲泻蜕a(chǎn)中所使用的電子電氣設(shè)備和與通用計(jì)算機(jī)的交互狀態(tài)，我們發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)一部分設(shè)備并不需要主流或者新興計(jì)算機(jī)體系接口所提供的大吞吐量，而是往往對通信的實(shí)時性有特別的要求。顯然，對于這樣的情況，使用主流或者新興計(jì)算機(jī)體系接口就不合適。嵌入式設(shè)備，特別是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都希望能夠通過一種簡單、可靠、高實(shí)時性的接口與通用計(jì)算機(jī)通信，而且，在通用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件也要易于開發(fā)和調(diào)試。作者認(rèn)為，正是由于這個需求的存在，是通用計(jì)算機(jī)上的異步串行通信接口（UART）能夠保留到現(xiàn)在的原因。

內(nèi)容概要

本書著重介紹計(jì)算機(jī)串口通信的硬件原理、軟件開發(fā)和工程實(shí)例?！　”緯鴱耐ㄐ旁砗凸こ虒?shí)現(xiàn)出發(fā)，結(jié)合示例講述使用串口進(jìn)行通信的原理和開發(fā)技術(shù)。全書共分12章，第1、2章從電路和通信電子設(shè)備角度出發(fā)，詳細(xì)講解串行通信的理論基礎(chǔ)和物理實(shí)現(xiàn)；第3～6章介紹在通用計(jì)算機(jī)（PC）的Windows環(huán)境下如何進(jìn)行串口通信軟件的開發(fā)，包括使用Windows API、C++串口類以及Qt串口類等；第7～12章以工程中的6個實(shí)例為藍(lán)本，介紹Windows平臺下串行接口開發(fā)與嵌入式設(shè)備串口通信開發(fā)的相關(guān)技術(shù)?！　性创a和項(xiàng)目設(shè)計(jì)代碼請到www.fecit.com.cn的“下載專區(qū)”中下載?！　”緯木帉懻呔哂杏?jì)算機(jī)接口設(shè)備開發(fā)以及軟件開發(fā)的大量經(jīng)驗(yàn)。本書適合于對電子電路和計(jì)算機(jī)體系有初步了解，但對軟件開發(fā)掌握不多的讀者作為自學(xué)用書，也可以作為自動化、電氣、工控、機(jī)械等領(lǐng)域有相關(guān)需求的工程人員的參考。

作者簡介

周韌研，清華大學(xué)電子的工程學(xué)士?，F(xiàn)就讀清華大學(xué)微電子學(xué)研究所博士生，從事片上系統(tǒng)（SoC）和集成電路設(shè)計(jì)的研究工作，負(fù)責(zé)并參與多個國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。在嵌入式硬件電路設(shè)計(jì)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信方面具有多年的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，熟悉PPC和ARM體系結(jié)構(gòu)，精通Visual C串口通信

書籍目錄

第1章  串行通信的基本概念  1.1  從電路到通信系統(tǒng)    1.1.1  應(yīng)用信息論簡要    1.1.2  串行通信的信源特性    1.1.3  串行通信的信道特性  1.2  計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)接口    1.2.1  使用數(shù)據(jù)接口    1.2.2  計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口的發(fā)展    1.2.3  LPC總線與串口適配器  1.3  串行通信協(xié)議    1.3.1  為什么制定協(xié)議    1.3.2  OS1協(xié)議參考模型    1.3.3  一般模型與協(xié)議棧    1.3.4  串行通信協(xié)議  1.4  EIARS－232串行接口標(biāo)準(zhǔn)介紹    1.4.1  EIARS－232標(biāo)準(zhǔn)概述    1.4.2  電氣特性    1.4.3　機(jī)械特性    1.4.4  信號線定義    1.4.5  串口近距離通信    1.4.6  串口通信的流控制  1.5  RS－422與RS－485串行接口標(biāo)準(zhǔn)    1.5.1  RS－422電氣規(guī)定    1.5.2  RS－485電氣規(guī)定    1.5.3  RS－422與RS－485的網(wǎng)絡(luò)安裝注意要點(diǎn)    1.5.4  RS－422與RS－485傳輸線上匹配的一些說明    1.5.5  RS－422與RS－485的接地問題    1.5.6  RS－422與RS－485的網(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)    1.5.7  RS－422與RS－485的瞬態(tài)保護(hù)  1.6  本章小結(jié)第2章  異步串行通信接口電路簡介  2.1  8250兼容接口電路    2.1.1  8250兼容接口電路概述    2.1.2  8250的結(jié)構(gòu)    2.1.3  8250的編程方法  2.2  8251A接口電路    2.2.1  8251A的外部特性    2.2.2  8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程模型    2.2.3  8251A的狀態(tài)字    2.2.4  8251A的方式命令和工作命令的使用    2.2.5  8251A應(yīng)用舉例  2.3  本章小結(jié)第3章  在Windows NT中搭建開發(fā)環(huán)境  3.1  準(zhǔn)備工作    3.1.1  使用串口調(diào)試助手    3.1.2  雙端口互聯(lián)方案    3.1.3  單端口自聯(lián)方案    3.1.4  使用USB.UART轉(zhuǎn)換器    3.1.5  使用虛擬串口  3.2  使用Microsoft Visual C++    3.2.1  開發(fā)平臺的選擇    3.2.2  工程類型和開發(fā)流程    3.2.3  Hello wbrld——第一個串口通信程序  3.3  本章小結(jié)第4章  使用Windows APO串口編程  4.1  Windows API串口編程概述    4.1.1  不使用WindowsAPI    4.1.2  Windows API初探    4.1.3  使用Windows API進(jìn)行串口開發(fā)  4.2  同步和異步I/O——基本的讀寫問題    4.2.1  CreateFile函數(shù)——開啟串口    4.2.2  CreateEvent函數(shù)——創(chuàng)建事件    4.2.3  0verlapped結(jié)構(gòu)——異步模式信息的表達(dá)    4.2.4  WriteFile函數(shù)——發(fā)送數(shù)據(jù)    4.2.5  ResdFile函數(shù)——接收數(shù)據(jù)　　……第5章　使用CSerial類第6章　使用Qt進(jìn)行串口編程第7章　Windows下雙機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)串行通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)第8章　16位高速DSP增強(qiáng)型同步串口的設(shè)計(jì)第9章　串口與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)　第10章　基于串口的DNC信息采集系統(tǒng)的開發(fā)第11章　Windows XP下USB轉(zhuǎn)RS-232橋接器驅(qū)動程序開發(fā)第12章　串口通信在機(jī)器人實(shí)時控制中的應(yīng)用開發(fā)

章節(jié)摘錄

插圖：因此，在“Hello World”中所使用的標(biāo)準(zhǔn)庫開發(fā)方法掩蓋了操作系統(tǒng)的實(shí)際功能，這對我們的學(xué)習(xí)是不利的。4.1.2  Windows API初探Windows API是Windows操作系統(tǒng)的編程接口，它以C語言庫的形式提供給開發(fā)者。這個庫包含了必要的頭文件和庫文件，和一些小工具組合在一起，構(gòu)成了Windows SDK。用戶可以從Microsoft網(wǎng)站獲取單獨(dú)的Windows SDK。Visual C++包含了當(dāng)時最穩(wěn)定的SDK。對于絕大多數(shù)系統(tǒng)核心的功能實(shí)現(xiàn)在于操作系統(tǒng)本身，而并不包含在Windows SDK中。在SDK中只以引導(dǎo)庫的方式提供了這些功能函數(shù)的符號鏈接。例如，CreateFile函數(shù)的符號存在于kernel32.1ib中，在鏈接的過程中應(yīng)用程序包含CreateFile的符號，當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行時，通過符號的引導(dǎo)調(diào)用系統(tǒng)kernel32.dll中所對應(yīng)的函數(shù)。顯式地（這里指不通過標(biāo)準(zhǔn)庫等迂回的方式）使用絕大多數(shù)Windows API，尤其是核心Windows API，只需要包含頭文件Windows.h。

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