调整串口读取参数

Question

我正面临一个与 win32 下的串行通信有关的特殊问题。 我正在与设备通信时只能接受尚未通信的帧。所以我必须找到一个有效的框架，然后立即发送我的请求。

我开发了一个名为 Serial 的类，它处理串行端口上的基本操作（打开、关闭、读取、写入），然后在循环读取和写入函数中调用线程。

线程循环

//Device is an object of class Serial
while( device->isOpen() && !terminate )
{
    unsigned int readed = 0;
    unsigned long error = ERROR_SUCCESS;
    unsigned char* data = device->read( &readed, &error );

    if( error==ERROR_SUCCESS )
    {
        //If data received, deliver to upper level
        if( readed>0 )
        {
            QByteArray output( (const char*)data, (signed int)readed );
            emit dataArrived( output, readed );
        }
    }
    else
    {
         //unrelated stuff
    }

    //Here I manage the writting issue
    //Only when nothing is received, and Upper layer wants to send a frame
    //(Upper layer only will mark as something to send when it detects a valid frame)
    if( readed==0 )
    {
         out_lock.lock();
         //If something to send...
         if( something_to_send > 0 )
         {
            if( device->write( output_buffer, output_size, &error ) )
            { //things...
            }
         }
     }
}

线程基本上一直在读取，当没有收到任何内容时，查看是否有人发出发送帧的信号（这意味着刚刚收到一个有效的帧）。 发生这种情况时，它通过串行端口写入帧。

我的问题来了。 在 Serial::read() 函数内部：
我用的是重叠阅读方式：

::ClearCommError( handle, &dwErrors, &stat);
if( stat.cbInQue )
{
    //If there's something to read, read it, please note the bytes to read parameter, here 1.
    bool ok = ::ReadFile( handle, buffer_in, 1, &bytes_read, &ov_reader );
    if( !ok )
    {
         DWORD _error = ::GetLastError();
         if( _error == ERROR_IO_PENDING )
         {
             DWORD result = ::WaitForMultipleObjects( 2, waiters, FALSE,INFINITE );
             switch( result )
             {     //Eventshutdown
                   case WAIT_OBJECT_0:  /*code omitted*/break;
                   case WAIT_OBJECT_0+1:   ok = ::GetOverlappedResult( handle, &ov_reader, &bytes_read, true );
                                           //check ok value omitted
                                           break;
             } 
         } 
    }
}

if( bytes_read>0 )
{
   *size = bytes_read;
}

我的问题从这里开始。 当设备向我发送小帧（大约 30 个字节）时，一切正常，但是当发送较大的帧时，代码无法在帧之间找到任何空闲时间，导致线程永远无法发送任何帧，因为 readed 永远不会0.

如果我在 read() 函数中增加要读取的字节数，就会失去检测设备何时“监听”的能力： bool ok = ::ReadFile(handle, buffer_in, 50, &bytes_read, &ov_reader ); 发生这种情况是因为我的应用程序可以接收一帧的结尾以及下一帧的开头。这种行为很常见。

另一方面，如果我通过 WaitForMultipleObjects 函数中的有效超时更改 INFINITE 参数，我会丢失数据。

所以我的问题基本上是......我做错了什么？为什么每次读取 1 个字节时我都没有空闲时间来发送自己的帧？

谢谢

Answer 1

我不确定这是否会有所帮助，但是由于您已经很清楚串行设备的输入队列中有多少字节 (stat.cbInQue)，因此读取那么多字节可能会有所帮助仅 1 个字节或任意数量的字节（如 50 个）：

bool ok = ::ReadFile( handle, buffer_in, stat.cbInQue, &bytes_read, &ov_reader );

当然，您需要确保 buffer_in 具有该字节数的容量，因此您可能需要添加一些其他逻辑以确保没有缓冲区溢出。

此外，由于串行驱动程序和ReadFile() API 严重依赖缓冲来处理接收到的字符，因此您可以使用 WaitCommEvent() 和 SetCommMask() API。

Answer 2

“较大的框架”有多大？当您一次调用一个字节 ReadFile 时，显然需要很长时间才能完成整个帧，由于调用开销，可能比发送帧本身所需的时间更长。

一些替代方案：

1. 设备是否会随时发送帧？如果有机会设计协议的两端，是否可以切换到命令/响应式的通信方式？

2. 你能从数据包的开头预测数据包其余部分的字符数吗？如果是这样，您可以在 read 函数中构建一个状态机。您可以一次轮询一个字节，然后当您检测到数据包开始时，在一次调用中读取大部分其余数据包，然后一次切换回一个字节。

3. 可以使用 DSR/CTS 控制时序吗？

一般来说，从串行端口读取函数中读取整个数据包非常困难。通常的过程是读取一堆字符并将它们传递给更高级别的协议解析。听起来您必须进行比该方法允许的更严格的时序控制。祝你好运...