通过 CDC COM 端口与 Arduino 进行 Windows COM 通信

Posted 2023-02-22

【中文标题】通过 CDC COM 端口与 Arduino 进行 Windows COM 通信

【英文标题】：Windows COM Communication via CDC COM Port to Arduino

【发布时间】：2016-04-28 11:46:57

【问题描述】：

我刚刚购买了一台 SparkFun Pro Micro (https://www.sparkfun.com/products/12640)，并尝试在 Windows 10 上使用 ReadFile 和 WriteFile 与其通信。

我已经用 Stellaris、Tiva、Arduino Mega 甚至 Arduino Leonardo 测试并运行了我的代码，几乎没有问题（它有效）。但是，我无法使用微型 USB 电缆和我自己的自定义程序从 Pro Micro 发送任何数据或在我的计算机上接收数据。我可以使用 Arduino 串行监视器来发送和接收数据就好了。我也可以使用 PuTTY 终端。 Arduino IDE 和 PuTTY 中的波特率似乎对使用 Pro Micro 发送/接收数据的能力没有影响。

我希望能够使用我自己的程序发送和接收数据，因为我将它用作数据记录、后处理和实时图形/显示的服务器。如果这个项目不需要更小的硬件包，我会使用 Arduino Mega，但遗憾的是，这不是一个选择。

我在 Windows 10 上使用 Visual Studio 2015 进行编译。我还在使用带有 SparkFuns 插件/驱动程序的官方 Arduino IDE v1.6.7（更新到 1.6.8 时出现同样的问题）。

这是我连接 COM 端口的代码，我尝试了各种波特率以及 BAUD_XXXX 宏：

*port = CreateFile(COM, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0); //CreateFile(TEXT("COM8:"), ...
if (*port == INVALID_HANDLE_VALUE)
    printf("Invalid handle\n");
    return(1);


/// COM Port Configuration
portDCB.DCBlength = sizeof(DCB);                         ///< Initialize the DCBlength member
GetCommState(*port, &portDCB);                           ///< Get the default port setting information.
/// Change the DCB structure settings
portDCB.BaudRate = 115200;                              ///< Current baud 
portDCB.fBinary = TRUE;                                   ///< Binary mode; no EOF check 
portDCB.fParity = FALSE;                                  ///< Disable parity checking 
portDCB.fOutxCtsFlow = FALSE;                             ///< No CTS output flow control 
portDCB.fOutxDsrFlow = FALSE;                             ///< No DSR output flow control 
portDCB.fDtrControl = DTR_CONTROL_DISABLE;                ///< Disable DTR flow control type 
portDCB.fDsrSensitivity = FALSE;                          ///< DSR sensitivity 
portDCB.fTXContinueOnXoff = TRUE;                         ///< XOFF continues Tx 
portDCB.fOutX = FALSE;                                    ///< No XON/XOFF out flow control 
portDCB.fInX = FALSE;                                     ///< No XON/XOFF in flow control 
portDCB.fErrorChar = FALSE;                               ///< Disable error replacement 
portDCB.fNull = FALSE;                                    ///< Disable null stripping 
portDCB.fRtsControl = RTS_CONTROL_DISABLE;                ///< Disable RTS flow control 
portDCB.fAbortOnError = FALSE;                            ///< Do not abort reads/writes on error
portDCB.ByteSize = 8;                                     ///< Number of bits/byte, 4-8 
portDCB.Parity = NOPARITY;                                ///< 0-4 = no, odd, even, mark, space 
portDCB.StopBits = ONESTOPBIT;                            ///< 0, 1, 2 = 1, 1.5, 2 

if (!SetCommState(*port, &portDCB))
    printf("Error Configuring COM Port\n");
    return(1);


GetCommTimeouts(*port, &comTimeOut);

comTimeOut.ReadIntervalTimeout = 20;
comTimeOut.ReadTotalTimeoutMultiplier = 10;
comTimeOut.ReadTotalTimeoutConstant = 100;
comTimeOut.WriteTotalTimeoutMultiplier = 10;
comTimeOut.WriteTotalTimeoutConstant = 100;

SetCommTimeouts(*port, &comTimeOut);

我的读写函数：

char inChar(HANDLE port)
    char output = 0;
    DWORD noOfBytesRead = 0;
    int retval = ReadFile(port, &output, 1, &noOfBytesRead, NULL);
    if (retval == 0) 
        return (0);
    
    return(output);


void outChar(HANDLE port, char output)
    DWORD bytesTransmitted = 0;
    char buffer[] =  output, 0 ;
    WriteFile(port, buffer, 1, &bytesTransmitted, NULL);

我有这个来测试 PC 上的通信：

while (1) 
    outChar(portHandle, 'b');
    inchar = inChar(portHandle);
    printf("%c", inchar);

在 Arduino 上：

void setup()Serial.begin(115200);
void loop()
    Serial.read();
    Serial.println('a');
    delay(10);

Rx LED 在 Arduino 上疯狂地闪烁，但 Tx LED 什么也没做，这表明数据只有一种方式。我已经完成了其他测试，我发现 Arduino 正在读取正确的信息（如果输入字符是特定字符，则通过闪烁 LED 进行测试）但它不会向我的程序发送任何内容（不使用 Arduino 时的 PC 端IDE 或 PuTTY）。

在 PuTTY 中，无论 Arduinos Serial.begin() 如何，我都能够以任何波特率启动 COM 通信。 8 个数据位，1 个停止位，无奇偶校验，无流控，和我在 Visual Studio 中的设置一样。

编辑： 我想如果我不自己配置它，我只会捎带 PuTTy 留下的 COM 配置，所以我修改了我的代码并删除了所有多余的：

/// COM Port Configuration
portDCB.DCBlength = sizeof(DCB);                         ///< Initialize the DCBlength member
GetCommState(*port, &portDCB);                           ///< Get the default port setting information.
/// Change the DCB structure settings
portDCB.BaudRate = 115200;                              ///< Current baud 
portDCB.ByteSize = 8;                                     ///< Number of bits/byte, 4-8 
portDCB.Parity = NOPARITY;                                ///< 0-4 = no, odd, even, mark, space 
portDCB.StopBits = ONESTOPBIT;                            ///< 0, 1, 2 = 1, 1.5, 2 
/*
portDCB.fBinary = TRUE;                                   ///< Binary mode; no EOF check 
portDCB.fParity = FALSE;                                  ///< Disable parity checking 
portDCB.fOutxCtsFlow = FALSE;                             ///< No CTS output flow control 
portDCB.fOutxDsrFlow = FALSE;                             ///< No DSR output flow control 
portDCB.fDtrControl = DTR_CONTROL_DISABLE;                ///< Disable DTR flow control type 
portDCB.fDsrSensitivity = FALSE;                          ///< DSR sensitivity 
portDCB.fTXContinueOnXoff = TRUE;                         ///< XOFF continues Tx 
portDCB.fOutX = FALSE;                                    ///< No XON/XOFF out flow control 
portDCB.fInX = FALSE;                                     ///< No XON/XOFF in flow control 
portDCB.fErrorChar = FALSE;                               ///< Disable error replacement 
portDCB.fNull = FALSE;                                    ///< Disable null stripping 
portDCB.fRtsControl = RTS_CONTROL_DISABLE;                ///< Disable RTS flow control 
portDCB.fAbortOnError = FALSE;                            ///< Do not abort reads/writes on error
*/

注释代码可以正常工作，但为什么呢？是什么让这款 Pro Micro 与我使用的其他微控制器如此不同？我将逐一测试它们，直到找出哪个负责，因为这只有在我第一次在 PuTTY 中打开和关闭端口后才有效（不方便）。

【参考方案1】：

当您在 Windows DCB 结构中禁用 RTS 控制时，SparkFun Pro Micro 不喜欢它。

问题已通过以下方式解决：

portDCB.fRtsControl = RTS_CONTROL_ENABLE; //was RTS_CONTROL_DISABLE
portDCB.fOutxCtsFlow = TRUE;              //was FALSE

像往常一样，忽略数据表中的重要信息是一个错误，我花了几个小时阅读寄存器信息，试图确认我出错的地方或原因，答案很简单，正如所见的是 USART 设备的功能列表在数据表中：

USART:
...
• Flow control CTS/RTS signals hardware management
...

【参考方案2】：

char inChar(HANDLE port)
        char output = 0;
        DWORD noOfBytesRead = 0;
        int retval = ReadFile(port, &output, 1, &noOfBytesRead, NULL);
        if (retval == NULL) 
            return (NULL);
        
        return(output);
    

这是不正确的，因为您将 retval（它是 int）与 NULL 进行比较，并且您的函数返回 NULL 作为 char 函数的返回值。尽管我不认为这会导致报告的问题，但应该对其进行更改。

查看接受的答案here。我建议您从 PC 端的一个工作示例开始，然后根据您的需要减少它。

【讨论】：

NULL 被定义为 0。我已经将大部分 NULL 调用替换为 0 以使其更清晰。为花时间浏览我的代码干杯。

这很好，但不常见，因为 NULL 的预期用途是与指针一起使用。查看提供的链接，似乎端口超时的显式设置可能很棘手......

是的，我在 99% 的时间里都在尝试使用带指针的 N​​ULL，你发现我在做我不应该做的事情。我发现了问题，我觉得自己像个白痴，但希望如果他们尝试类似的事情，它会对其他人有所帮助。

哎哟。该板使用流量控制。这解释了一切 :-) 好消息是这个帖子将来可能会对某人有所帮助。