Delphi 利用TComm组件 Spcomm 实现串行通信

Posted 2020-07-02 张志峰的博客

Delphi 利用TComm组件 Spcomm 实现串行通信  

摘要：利用Delphi开发工业控制系统软件成为越来越多的开发人员的选择，而串口通信是这个过程中必须解决的问题之一。本文在对几种常用串口通信方法分析比较的基础上，着重讨论了Delphi开发环境下利用Spcomm控件实现PC机与单片机之间串口通信的方法，研究了Spcomm串口通信的关键技术问题，并通过一个实例给出了Spcomm控件在Delphi7.0串口通信中的应用。

1 引言
目前, 随着现代信息技术的发展，计算机串口通信技术已日趋成熟。由于微机性能价格比高、分析处理能力强、处理速度快以及单片机抗干扰能力强、使用灵活等特点，利用PC机作为上位机，单片机作为下位机的主从工作方式在工业控制领域中被广泛采用。无忧S3C2410 ARM9开发板 S3C44B0 ARM7 开发板350元单片机开发系统498元无忧单片机实验开发板238元
PC机与下位机的通信可以采用高级语言编程实现，如Delphi、VC等。Delphi 是新一代面向对象的可视化开发工具，它具有功能强大、简便易用和代码执行速度快等特点，越来越在构架企业信息系统方面发挥着重要作用。由于Delphi 这些显著特点，利用Delphi开发工业控制系统软件成为越来越多的开发人员的选择，而实现系统监测控制和信息处理的关键是解决PC机与单片机之间的串口通信问题。
2．Spcomm串口通信组件简介
用Delphi 实现串口通信，常用的方法有：使用控件，如Mscomm和Spcomm控件等；使用API函数；在Delphi 中调用其它串口通信程序[1]。使用API方法的优点是比较适合于编写较为复杂的低层次通信程序，但缺点是编写串口通信程序较为复杂，需要掌握大量通信知识。Spcomm是Small-Pig Team开发的一个第三方Delphi串口控件[2]，该控件具有丰富的与串口通信密切相关的属性及事件，提供了对串口的各种操作，且编程简单、通用性强、可移植性好。在Delphi软件开发中已经成为一个被广泛应用的串口通信开发控件。
Spcomm共实现了三个类：串口类Tcomm、读线程类TreadThread以及写线程类TwziteThread[1]。Tcomm的某个实例在方法StartComm中打开串口，并实例化了一个读线程ReadThread和一个写线程WriteThread，它们和主线程之间进行消息的传递，实现串口通信。
在Delphi7.0中安装Spcomm串口通信控件的方法为：选择Delphi7.0的"Component"菜单，点击"Install Component..."菜单项，然后在弹出的Into existing package属性页中Unit file name输人框中选择SPCOMM.pas文件，单击两次 "OK"按钮后，就可以将Spcomm控件安装到Delphi7.0的System组件页上。
3 Spcomm控件串口通信的实现
3.1 Spcomm控件的基本属性、方法和事件
Spcomm串口通信控件的基本属性、方法和事件说明如下：
CommName属性：计算机串口端口号的名字，COM1、COM2……等，在打开串口前，必须填写好此值。
Parity属性：校验位 None、Odd、Even、Mark、Space等。
BaudRate：设定支持串口通信用的波特率9600，4800等，根据实际需要来定，在串口打开后也可更改波特率，实际波特率随之更改。
ByteSize属性：表示一个字节中，使用多少个数据位收发数据，根据具体情况设定5、6、7、8等。
StopBits属性：表示一个字节中，使用停止位的位数，根据具体情况设定1、1.5、2等。
SendDataEmpty属性：布尔属性，为True时表示发送缓存为空，或者发送队列里没有信息；为False时表示表示发送缓存不为空，或者发送队列里有信息。
StartComm方法：用来打开通信串口，开始通信。如果失败，则会导致串行口错误。错误类型大致分为串行口己处于打开状态，所以不能打开串行口，不能创建读写进程，不能建立串行口缓冲区等。
StopComm方法：用来停止通信串行口的所有进程，关闭串口。
WriteCommData(pDataToWriteChar;dwSizeofDataToWrite:Word)方法是带有布尔型返回值的函数，其中参量pszStr-ingToWrite是要写入串行口的字符串，DwSizeaf- DataToWrite是要写入的字符串的长度。该函数通过一个写线程向串行口输出缓冲区发送数据。发送操作将在后台默认执行。如果写线程PostMessage成功，则返回值是True，若写线程失败，返回值是False。
OnReceiveData(Bufferointer;BufferLength:Word)，其中Buffer是指向输入缓冲区的指针。BufferLength是从缓冲区收到的数据长度。当输入缓冲区收到数据时，该事件被触发。当输入缓存有数据时将触发该事件，对从串口收到的数据进行处理。
3.2 Spcomm串口通信的实现
Spcomm串行通信控件具有多线程的特性，接收和发送数据分别在两个线程内完成，接收线程负责收到数据时触发OnReceiveData事件；用WriteCommData()函数将待发送的数据写入输出缓冲器，发送线程在后台完成数据发送工作。在接收和发送数据前需要初始化串口，用StartComm方法打开串口，退出程序时用StopComm方法关闭串口。
实现PC机与单片机之间的数据发送及接收需要以下步骤：

(1)初始化并打开串口

需要选择本次通信使用的串口，确定通信协议，即设置波特率、校验方式、数据位、停止位等属性，打开该串口。示例代码如下：

//初始化并打开串口
Comm1.BaudRate:=9600;//波特率9600bps
Comm1.Parity:=None;//奇偶检验无
Comm1.ByteSize:=8;//数据位8
Comm1.StopBits:=1;//停止位1
Comm1.StartComm; //打开串口

(2)建立握手信号

实现PC机与单片机之间的通信，首先要调通它们之间的握手信号，握手信号可以随意选择某特定字符串, 当PC发出这样一帧数据后，通过接收事件能收到单片机返回的这一帧数据或特定的某字符串，则表示握手成功,系统通信正常。两者之间就可以按照协议相互传输数据。否则需重新建立握手信号。

(3)发送数据

在编写基于串口的计算机工业测控时，通常需要由PC机向下位机发送命令以控制下位机的行为，同时向下位机发送有关数据。利用Spcomm串口控件向下位机发送数据示例代码如下：
//发送数据和控制字程序
procedure senddata;
var
i:integer; commflg : Boolean;
begin
commflg:=true ;
for i:=1 to 8 do
begin
if not fcomm comml writecommdata(sendbutter,i) then
begin
Commflg=false;
break;
end;
end;
end;

(4) 接收数据

在编写基于串口的计算机工业测控时，通常需要由下位机向PC机发送数据以使PC机了解系统的测试数据或下位机的运行状态，并进而控制下位机的行为。利用Spcomm串口控件接收下位机发送的数据信息的示例代码如下：
//事件驱动方式接收数据程序
procedure TForm1.CommlReceiveData(Sender:Tobject;
Bufferointer; bufferLength:Word);
var
receivedata:array of byte;
begin
sleep(100);//等待100ms，保证接收到所有数据
move(buffef ,receivedata,bufferlength);
//将接收缓存区中的数据转移到数组中
……
end;

(5) 关闭串口

在系统开发中，应注意在不使用串口时应及时关闭串口，释放系统资源，否则可能会影响系统的其它应用。关闭串口的代码如下：
procedure TForm1.FormClose ( Sender;TObj ect:var Action:TCioseAction );
begin
comml.StopComm ;
end;
4 Spcomm串口通信的关键技术问题
Spcomm应用的核心在于主线程、读线程和写线程之间的消息传递机制，而通信数据相关信息的传递也是以消息传递的方式进行的。在使用Spcomm进行串口通信编程，除按照说明使用外，还需要特别注意以下两个问题。
首先，Spcomm是通过ReadIntervalTimeout属性的设置，来确定所接收到的数据是否属子同一帧数据，其默认值是100ms,也就是说，只要任何两个字节到达的时间间隔小于1OOms，都被认为是属于同一帧数据，在与单片机协同工作时，要特别注意这个问题[2]。
另外，Spcomm的默认属性设置是支持软件流控制的，用于流控制的字符是13H(XoffChar)和11H(XonChar)，当单片机以二进制方式发送数据时，必须要禁用Spcomm对于软件流控制的支持，否则，在数据帧中出现的13H，11H会被Spcomm作为控制字符而加以忽略。
5 结论
实践证明，利用Spcomm串行通信控件在Delphi7.0中开发串口通信程序，具有灵活、方便、高效的特点。本文作者创新点是在认真分析多个基于计算机串口工控测控系统的基础上，分析了利用Spcomm控件实现PC机与单片机之间串口通信的方法，研究了Spcomm串口通信的关键技术问题。在实际应用中取得了较好的应用效果，具有一定的实践指导意义。