引言
與傳統(tǒng)的Windows串口編程技術(shù)相比較，WinCE串口編程中不具備串口復(fù)用的功能，這給在WinCE系統(tǒng)中實現(xiàn)對串口的復(fù)雜操作增加了技術(shù)難度。本文介紹一種使用在信息平臺軟件中常用的C／S模型技術(shù)，模擬串口復(fù)用的動作來實現(xiàn)WinCE操作系統(tǒng)串口復(fù)用的問題。
本方法實現(xiàn)所使用的函數(shù)大部分都是嵌入式開發(fā)中最常使用的C／C++函數(shù)，所有的函數(shù)都具有一定的通用性，稍加改動即可應(yīng)用到其他嵌入式操作系統(tǒng)中；并且該方法實現(xiàn)的思路對于解決其他嵌入式編程中資源復(fù)用的難題具有一定參考價值。
1 軟件結(jié)構(gòu)及工作原理
1．1 軟件結(jié)構(gòu)及特點
為了使WincE操作系統(tǒng)的串口操作支持復(fù)用，在本方法中，采用了一種類式信息平臺開發(fā)經(jīng)常使用的C／S結(jié)構(gòu)，利用此結(jié)構(gòu)來模擬實現(xiàn)類似于Windows串口的復(fù)用功能，即在數(shù)據(jù)與串口硬件實際控制之間增加了一個C／S結(jié)構(gòu)的中間層。系統(tǒng)整個結(jié)構(gòu)主要包括控制協(xié)議、客戶端程序和服務(wù)器端程序三部分?？蛻舳撕头?wù)器端的程序復(fù)雜程度與串口操作的復(fù)雜程度成正比，在直觀上也與控制協(xié)議的復(fù)雜程度成正比。軟件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
1．2 控制協(xié)議
控制協(xié)議的實現(xiàn)屬于基礎(chǔ)部分，復(fù)雜程度與串口的操作復(fù)雜程度有關(guān)，本文中提到的編程方法只是解決串口的復(fù)用部分，即同時對串口發(fā)生讀寫時在編程上的實現(xiàn)。因此在本方法中，實現(xiàn)串口復(fù)用的控制協(xié)議只需要兩部分——串口+數(shù)據(jù)。串口指的是發(fā)生讀寫動作的串口(co m1，com2，…，comn)，數(shù)據(jù)指的是需要用串口通信的數(shù)據(jù)。
1．3 服務(wù)器端程序流程及工作原理
服務(wù)器端程序流程圖如圖2所示。
從圖2中可以看出，整個服務(wù)器端程序是由兩個線程組成。一個線程用來處理由客戶端發(fā)起的發(fā)送數(shù)據(jù)請求，符合控制協(xié)議的數(shù)據(jù)先存入預(yù)先定義好的發(fā)送緩沖區(qū)，同時判斷對應(yīng)串口的使用情況。當(dāng)該串口被占用(串口正在處理上一個發(fā)送數(shù)據(jù)請求或者是正在接收數(shù)據(jù))時，此次請求將被掛起一直到串口恢復(fù)到空閑狀態(tài)；串口恢復(fù)到空閑狀態(tài)后該線程將處理最先掛起的請求，將最先存入發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)走。
同時，服務(wù)器端程序還要用一個線程來實時監(jiān)視該串口，將由該串口接收到的符合控制協(xié)議的數(shù)據(jù)存入預(yù)先定義好的接收緩沖區(qū)，同時通知數(shù)據(jù)處理線程。
1．4 客戶端程序流程及工作原理
客戶端程序流程圖如圖3所示?？蛻舳顺绦蛑恍鑼⒁l(fā)送的數(shù)據(jù)按照控制協(xié)議要求整合，將符合控制協(xié)議的數(shù)據(jù)提交給服務(wù)器端的程序即可。
2 關(guān)鍵技術(shù)
2．1 結(jié)構(gòu)體定義
為實現(xiàn)服務(wù)器端程序所有線程的管理，同時方便所有線程之間數(shù)據(jù)的共享，在創(chuàng)建線程時，對線程傳遞參數(shù)的定義就變得尤為重要。在本方法的實現(xiàn)中定義了一個線程傳遞參數(shù)，定義如下：
2．2 CMapStringToPtr類
CMapStringToPtr類是MFC集合類中的一個模板類，也稱為“字典”，就像一種只有曲列的表格，一列是關(guān)鍵字，一列是數(shù)據(jù)項，它們是一一對應(yīng)的。關(guān)鍵字是唯一的，給出一個關(guān)鍵字，映射表類會很快找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)項。映射表的查找是以哈希表的方式進(jìn)行的，因此在映射表中查找數(shù)值項的速度很快。該類最適用丁需要根據(jù)以CString對象為關(guān)鍵字進(jìn)行快速檢索的場合。
為便于緩沖區(qū)和句柄的索引，在本方法的實現(xiàn)中使用CMapStringToPtr類的對象來管理線程和緩沖區(qū)的句柄。
2．3 CEvent類
CEvent類的一個對象，表示一個“事件”——一個允許一個事件發(fā)生時線程通知另一個線程的同步對象。在一個線程需要了解何時執(zhí)行任務(wù)時，事件是十分有用的。例如，拷貝數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)文檔時，線程應(yīng)被通知何時數(shù)據(jù)是可用的。當(dāng)新數(shù)據(jù)可用時，通過運用CEvent對象來通知拷貝線程，線程才可能盡快地執(zhí)行。
另一個使用CEvent對象的方法是添加一個CEvent類型的變量，使之成為希望控制的類的一個數(shù)據(jù)成員。在控制對象被構(gòu)造期間，可調(diào)用CEvent數(shù)據(jù)成員的構(gòu)造函數(shù)，它指明時間是否是最初就被標(biāo)記、需要的事件對象類型、事件名稱(如果在進(jìn)程中要使用)和所希望的安全屬性。
此外CEvent對象還可以保護(hù)控制的資源，使該資源在一個時間里只可被一個線程訪問；使用時要先在資源訪問成員函數(shù)中構(gòu)造一個CEvent類型的變量，然后調(diào)用封鎖對象的Lock成員函數(shù)。此時，線程要么等待資源釋放后訪問；要么等待資源釋放而超時，訪問資源失敗。在各種情況下，資源都被以線程安全方式訪問。
總之，該方法實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含3個線程、結(jié)構(gòu)體定義、CMapStringToPtr成員、CEvent成員和控制協(xié)議。
3 實現(xiàn)和應(yīng)用
基于上面的講述，為了使用方便，將其所有的數(shù)據(jù)成員和方法封裝成一個類。本文所有代碼的實現(xiàn)使用的開發(fā)環(huán)境為EVC4．0，由于篇幅的關(guān)系，新建類的方法和開發(fā)環(huán)境的使用細(xì)節(jié)請詳閱參考文獻(xiàn)；對于在代碼中出現(xiàn)的API函數(shù)的一些用法和參數(shù)說明可以詳閱參考文獻(xiàn)；想對WinCE嵌入式系統(tǒng)有進(jìn)一步了解，可以仔細(xì)閱讀參考文獻(xiàn)。
使用EVC4．0的Class wizrd插入一個新類，之后將上述代碼加入，使用時只需在程序開始時涮用AfxGetSerMsgQ()->Open()函數(shù)來打開串口，此時即可對相應(yīng)的串口數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，同時不影響其他線程對該串口的使用；當(dāng)其他線程使用該串口時，只需調(diào)用AfxGetSerMsgQ()->WriteBuffer()函數(shù)來發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)用AfxGetSerMsgQ()->ReadData()函數(shù)來讀取數(shù)據(jù)即可。同時，這兩個函數(shù)的調(diào)用不會影響相應(yīng)串口數(shù)據(jù)的實時接收，完全實現(xiàn)了串口的復(fù)用功能。
結(jié)語
本文提到的方法不但解決了WinCE操作系統(tǒng)不支持串口復(fù)用的問題，而且實現(xiàn)代碼簡單、通用性強，對于解決其他資源復(fù)用問題同樣有效。本文提到的方法已經(jīng)在實際產(chǎn)品中應(yīng)用，解決了實際的工程問題。該方法實現(xiàn)的代碼具有通用性，只需修改少量代碼就可以應(yīng)用到其他嵌入式系統(tǒng)軟件代碼設(shè)計當(dāng)中。
下載文檔
