Windows C串口编程如何实现数据收发与错误处理？

adminZpd windows 2026-02-01 02:02:38

Windows环境下的C语言串口编程

串口通信是一种常见的数据传输方式，广泛应用于工业控制、嵌入式系统、设备调试等领域，在Windows操作系统中，C语言可以通过多种方式实现串口编程，如使用Win32 API、第三方库（如Boost.Asio）或第三方工具（如Tera Term），本文将重点介绍基于Win32 API的串口编程方法，涵盖串口打开、配置、读写及关闭等核心操作。

串口编程基础

串口（Serial Port）是一种异步通信接口，通常遵循RS-232标准，在Windows中，串口被表示为文件，可以通过文件操作函数（如CreateFile、ReadFile、WriteFile）进行访问，串口通信的关键参数包括波特率、数据位、停止位、校验位和流控制，这些参数需要根据设备要求正确配置。

打开串口

在C语言中，使用CreateFile函数可以打开串口，该函数需要指定串口设备路径（如"COM1"）、访问权限、共享模式、安全属性、创建标志和文件属性。

HANDLE hSerial = CreateFile(  
    "COM1",                  // 串口设备名  
    GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写权限  
    0,                       // 不共享  
    NULL,                    // 默认安全属性  
    OPEN_EXISTING,           // 打开现有设备  
    0,                       // 默认属性  
    NULL                     // 不模板文件  
);

如果函数返回INVALID_HANDLE_VALUE，表示打开失败，可通过GetLastError获取错误信息。

配置串口参数

打开串口后，需要通过DCB（Device Control Block）结构体配置串口参数。GetCommState函数可获取当前配置，SetCommState函数可设置新配置。

DCB dcb = {0};  
dcb.DCBlength = sizeof(DCB);  
GetCommState(hSerial, &dcb);  
dcb.BaudRate = CBR_9600;    // 波特率9600  
dcb.ByteSize = 8;           // 数据位8位  
dcb.Parity = NOPARITY;      // 无校验  
dcb.StopBits = ONESTOPBIT;  // 1位停止位  
SetCommState(hSerial, &dcb);

设置超时和缓冲区

串口通信需要合理的超时设置，避免程序阻塞，通过COMMTIMEOUTS结构体配置超时参数，

COMMTIMEOUTS timeouts = {0};  
timeouts.ReadIntervalTimeout = 50;  // 读取间隔超时（ms）  
timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 50; // 总读取超时（ms）  
timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 10; // 读取超时乘数  
timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 50;  // 写入超时（ms）  
timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 10; // 写入超时乘数  
SetCommTimeouts(hSerial, &timeouts);

读写串口数据

串口数据读写使用ReadFile和WriteFile函数，读取数据：

char buffer[1024];  
DWORD bytesRead;  
ReadFile(hSerial, buffer, sizeof(buffer), &bytesRead, NULL);

写入数据：

char data[] = "Hello, Serial Port!";  
DWORD bytesWritten;  
WriteFile(hSerial, data, strlen(data), &bytesWritten, NULL);

关闭串口

通信完成后，需调用CloseHandle关闭串口句柄，释放资源：

CloseHandle(hSerial);

错误处理与调试

串口编程中，错误处理至关重要，可通过ClearCommError函数获取串口状态和错误信息，

DWORD errors;  
COMSTAT status;  
ClearCommError(hSerial, &errors, &status);

实际应用示例

以下是一个简单的串口收发程序框架：

#include <windows.h>  
#include <stdio.h>  
int main() {  
    HANDLE hSerial = CreateFile("COM1", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);  
    if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE) {  
        printf("Failed to open COM1\n");  
        return 1;  
    }  
    DCB dcb = {0};  
    dcb.DCBlength = sizeof(DCB);  
    GetCommState(hSerial, &dcb);  
    dcb.BaudRate = CBR_9600;  
    dcb.ByteSize = 8;  
    dcb.Parity = NOPARITY;  
    dcb.StopBits = ONESTOPBIT;  
    SetCommState(hSerial, &dcb);  
    char data[] = "Test Data";  
    DWORD bytesWritten;  
    WriteFile(hSerial, data, strlen(data), &bytesWritten, NULL);  
    char buffer[1024];  
    DWORD bytesRead;  
    ReadFile(hSerial, buffer, sizeof(buffer), &bytesRead, NULL);  
    buffer[bytesRead] = '\0';  
    printf("Received: %s\n", buffer);  
    CloseHandle(hSerial);  
    return 0;  
}