在 C 中通过串行/COM 端口发送 MIDI 数据时出现问题

Posted 2023-02-16

【中文标题】在 C 中通过串行/COM 端口发送 MIDI 数据时出现问题

【英文标题】：Trouble sending MIDI data over serial/COM port in C

【发布时间】：2017-01-29 20:23:18

【问题描述】：

我正在 Visual Studio 2013 中编写一个 C 程序，通过串行 (COM) 端口将 MIDI 数据发送到 MIDI 设备。到目前为止，我的代码如下：

打开串口/COM口：

unsigned int SERIALCOMMS_OpenPort(HANDLE *hSerialPort,
                                  unsigned int comPortNum,
                                  unsigned int baudRate)
 
    DCB dcbSerialParams = 0;
    COMMTIMEOUTS timeouts = 0;
    unsigned char portStr[COM_PORT_LEN_MAX];

    /* Initialisations */
    memset(portStr, 0x00, sizeof(portStr));

    /* Construct the COM port string */
    sprintf(portStr, "%sCOM%d", COM_PORT_PREFIX, comPortNum);

    printf("Opening serial port...");
    *hSerialPort = CreateFile((LPCSTR)portStr,
                              (GENERIC_READ | GENERIC_WRITE),
                              0,
                              NULL,
                              OPEN_EXISTING,
                              FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
                              NULL);
    if (*hSerialPort == INVALID_HANDLE_VALUE)
    
        if (GetLastError() == ERROR_FILE_NOT_FOUND)
        
            printf("\nError: \nThe system cannot find the file specified (%s)\n", portStr);
            return 1;
        
        else if (GetLastError() == ERROR_INVALID_NAME)
        
            printf("\nError: \n%s port name syntax is incorrect'\n", portStr);
            return 1;
        
        else
        
            printf("\nHandle creation error code: %x\n", GetLastError());
            return 1;
        
        puts("\t...CreateFile returned an invalid handle value");
    
    printf("OK\n");

    /* Set device parameters */
    dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams);
    if (GetCommState(*hSerialPort, &dcbSerialParams) == 0)
    
        printf("Error getting device state\n");
        CloseHandle(*hSerialPort);
        return 1;
    


    dcbSerialParams.BaudRate = baudRate;
    dcbSerialParams.ByteSize = 8;
    dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT;
    dcbSerialParams.Parity = NOPARITY;
    if (SetCommState(*hSerialPort, &dcbSerialParams) == 0)
    
        printf("Error setting device parameters\n");
        return 1;
    

    /* Set COM port timeout settings */
    timeouts.ReadIntervalTimeout = 50;
    timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 50;
    timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 10;
    timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 50;
    timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 10;
    if (SetCommTimeouts(*hSerialPort, &timeouts) == 0)
    
        printf("Error setting timeouts\n");
        return 1;
    

    return 0;

常量 COM_PORT_PREFIX 定义如下：

#define COM_PORT_PREFIX     "\\\\\.\\"

端口可以正常打开。但是，当我向它发送数据时，似乎接收到的数据与应该发送的数据有很大不同。我正在使用 Arduino 进行测试，该 Arduino 被编程为将接收到的数据作为整数/十六进制值输出，以便测试 PC 实际发送的内容。

这是用于发送数据的函数的代码：

unsigned int SERIALCOMMS_Send(HANDLE hSerialPort,
                              unsigned char *txData,
                              unsigned int *byteCount)
    
    unsigned int bytesWritten = 0u;

    /* Transmit data */
    if (!WriteFile(hSerialPort, txData, *byteCount, &bytesWritten, NULL))
    
        printf("Error transmitting data\n");
        return 1;
    
    printf("\n%d bytes written\n", bytesWritten);

    return 0;

对上述“发送”功能使用以下方法：

unsigned int byteCount = 1u;
unsigned char dataByte[1];

SERIALCOMMS_Send(hSerialPort, dataByte, &byteCount);

当我发送以下 MIDI 数据（十六进制值）时，收到的信息如下：

0x91 被接收为 0xC9 0x92 被接收为 0xC8 0x93 被接收为 0xC9 0x94 被接收为 0xCA 0x95 被接收为 0xCB 0x24 被接收为 0xD2

显然，这没有任何意义。我无法弄清楚是什么原因造成的。 Visual Studio中的部分项目属性配置如下：

Project settings

一个可能的方面可能是指定的字符集（当前设置为“使用多字节字符集”）。如果我将其更改为“使用 Unicode 字符集”，则程序无法连接 COM 端口。

从逻辑上考虑问题，它一定与我发送数据的方式有关。我很可能以错误的方式传递要发送的 MIDI 数据，但老实说，我无法弄清楚导致问题的原因以及我做错了什么。

任何帮助将不胜感激。

更新： PC 和 Arduino 上的波特率均设置为 31250 bps（根据 MIDI 标准）。

【问题讨论】：

什么是baudRate？ Arduino 使用的标称波特率是多少？该波特率是从哪个时钟生成的？

@CL：PC 和 Arduino 上的波特率设置为 31250 bps（根据 MIDI 标准）。在 Arduino 上，波特率是在使用 Serial.begin(31250) 初始化串行端口时设置的。使用此信息更新问题。

MIDI 供应商组织确保每个人都必须购买他们的产品的一种方法是选择商品硬件无法生成的波特率。两端挑9600再试一次。

@HansPassant：谢谢你的建议。通过使用 31250 bps 的非标准波特率，我已经能够成功地与各种嵌入式平台上的 MIDI 硬件进行交互，包括将 MIDI 数据发送到解释 MIDI 数据的 PC 应用程序。这是我第一次遇到此类问题（从 PC 发送 MIDI 数据）。但我会尝试你的建议，看看是否会给我带来不同的结果。

@HansPassant：我现在已经在两端尝试了 9600 bps 的波特率，现在它可以正常工作了！它也适用于其他标准波特率。我想这确实可能是 PC 上的标准驱动程序无法处理非标准波特率的情况。该线程还向我表明：***.com/a/1870902/3699569

【参考方案1】：

根据this answer on another thread on ***看来，由于PC中用于计算UART波特率的晶体振荡频率以及波特率的方式，在Windows平台上仅使用非标准波特率并不是那么简单从中衍生出来的。因此，似乎最好坚持标准波特率。

使用标准波特率解决了我的问题。但是，它因此会强制更改在我的案例中使用的硬件规格，这并不理想。

这当然会引发以下问题 - 必须做什么才能使用非标准波特率？是否必须为此编写额外/自定义驱动程序？