Programming: Статьи

Известно что в компьютере очень много собрано различных устройств , возникает вопрос как операционная система общается с ними. Для этого и служит порт, то есть эта 'дверь' через которую программа (операционная система) может управлять данным устройством (считывать данные, заносить их).Причем я разделяю порты на две категории (это чисто мое разделение) - порты общеизвестные (COM LPT) и порты внутренние ,служащие для связи с внутренними устройствами ЭВМ. 2.Некоторые правила для работы с портами Следует иметь в виду что при разработке программ имеющих дело работы с портами следует учитывать следующие факторы :
а) Стараться использовать функции высокого уровня для доступа к портам (в частности WinAPI) и не прибегать к низкоуровневым операциям чтения/записи портов. Если вы все-таки решили писать низкоуровневое чтение то эти процедуры нужно выносить в отдельную DLL или VXD, по следующим причинам - известно, что операционная система Windows95/98 а особенно NT являются по своей сути многозадачными системами. То есть если ваша программа обращается конкретно к порту не через динамический вызов функции DLL или VXD ( использования механизма DLL) а напрямую то это может сказаться на корректной работе системы или даже завалить ее. И даже если в Windows95/98 такой подход вполне может работать то в Windows NT вследствие его архитектуры не разрешит непосредственное чтение/запись напрямую, а использование механизма DLL или VXD позволяет обойти эту проблему.
б)Если вы работаете с каким-то нестандартным портом ввода-вывода
(например портом хранящим состояние кнопок пульта ДУ TVTunera то наверняка в комплекте поставки родного софта найдется DLL или VXD для управления этим устройством и отпадет нужда писать код, так я при работе с пультом ДУ TVTunerа использую стандартную DLL поставляемую в комплекте, это сразу решило вопросы связанные с управлением портами данного тюнера)Итак, отступление - немного практики:
Маленький пример для работы с портами
(первый пример был уже опубликован в королевстве Дельфи
и представлял собой пример работы с весами ПетрВес)

function PortInit : boolean; //инициализация
var f: THandle; 
ct: TCommTimeouts;
dcb: TDCB;
begin
f := Windows.CreateFile(PChar('COM1'), GENERIC_READ or 
GENERIC_WRITE,
FILE_SHARE_READ or FILE_SHARE_WRITE,
nil, OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
if (f < 0) or not Windows.SetupComm(f, 2048, 2048)or not
Windows.GetCommState(f, dcb) then exit; //init error dcb.BaudRate := скоpость;
dcb.StopBits := стоп-биты;
dcb.Parity := ?етность;
dcb.ByteSize := 8;
if not Windows.SetCommState(f, dcb)
or not Windows.GetCommTimeouts(f, ct) then exit; //error
ct.ReadTotalTimeoutConstant := 50;
ct.ReadIntervalTimeout := 50;
ct.ReadTotalTimeoutMultiplier := 1;
ct.WriteTotalTimeoutMultiplier := 0;
ct.WriteTotalTimeoutConstant := 10;
if not Windows.SetCommTimeouts(f, ct)
or not Windows.SetCommMask(f, EV_RING + EV_RXCHAR + EV_RXFLAG + EV_TXEMPTY)
then exit; //error
result := true;
end; function DoneComm: boolean; //закpыть поpт
begin
result := Windows.CloseHandle(f);
end; function PostComm(var Buf; size: word): integer; //пеpеда?а в поpт
var p: pointer; i: integer;
begin
p := @Buf;
result := 0;
while size > 0 do begin
if not WriteFile(f, p^, 1, i, nil) then exit;
inc(result, i); inc(integer(p)); dec(size);
Application.ProcessMessages;
end;
end; function ReadComm(var Buf; size: word): integer; //пpием из поpта
var i: integer; ovr: TOverlapped;
begin
fillChar(buf, size, 0);
fillChar(ovr, sizeOf(ovr), 0); i := 0; result := -1;
if not windows.ReadFile(f, buf, size, i, @ovr) then exit;
result := i;
end; 

Данный пример был взят мной из многочисленный FAQ посвященных в DELPHI в сети ФИДО
Итак,для работы с портами COM и LPT нам понадобится знание функций Windows API. Вот подробное описание функций, которые нам нужны (в эквиваленте C) для работы с портами.
(извините за возможный местами неточный перевод ,если что поправьте меня если что не так перевел)

CreateFile HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName,// указатель на строку PCHAR с именем файла
DWORD dwDesiredAccess,// режим доступа
DWORD dwShareMode,// share mode
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,// указатель на атрибуты
DWORD dwCreationDistribution,// how to create
DWORD dwFlagsAndAttributes,// атрибуты файла
HANDLE hTemplateFile // хендл на temp файл
); Пример кода на Дельфи
< вырезано>
CommPort := 'COM2'; 
hCommFile := CreateFile(Pchar(CommPort), 
GENERIC_WRITE, 0, nil, 
OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
0);


< вырезано>
Параметры
LpFileName
Указатель на строку с нулевым символом в конце (PCHAR) ,
которая определяет название создаваемого объекта (файл,
канал, почтовый слот, ресурс связи (в данном случае порты),
дисковое устройство, приставка, или каталог)
DwDesiredAccess
Указывает тип доступа к объекту ,принимает значение
GENERIC_READ - для чтения
GENERIC_WRITE - для записи (смешивание с GENERIC_READ
операцией GENERIC_READ and GENERIC_WRITE предостовляет полный доступ )
dwShareMode
Набор разрядных флагов, которые определяют как объект может быть разделен по доступу к нему.
Если dwShareMode - 0, объект не может быть разделен.
Последовательные операции открытия объекта будут терпеть неудачу,
пока маркер(дескриптор) открытого объекта не будет закрыт.
Фактически предоставляется монопольный доступ. Чтобы разделять объект(цель), используйте комбинацию одних или большее количество следующих значений:
FILE_SHARE_DELETE (Только для Windows NT)
FILE_SHARE_READ
FILE_SHARE_WRITE
LpSecurityAttributes
Указатель на структуру SECURITY_ATTRIBUTES, которая определяет
может ли возвращенный дескриптор быть унаследован дочерними процессами.
Если lpSecurityAttributes НУЛЕВОЙ, маркер не может быть унаследован.
Используется только в windows NT.
dwCreationDistribution
Определяет поведение функции если объект уже существует и
как он будет открыт в этом случае Принимает одно из следующих значений :
CREATE_NEW
Создает новый объект (файл) Выдает ошибку если указанный объект (файл) уже существует.
CREATE_ALWAYS
Создает новый объект (файл) Функция перезаписывает существующий объект (файл)
OPEN_EXISTING
Открывает объект (файл) Выдает ошибку если указанный объект (файл) не существует.(Для более детального смотрите SDK)
OPEN_ALWAYS
Открывает объект (файл), если он существует. Если объект (файл) не существует,
функция создает его, как будто dwCreationDistribution были CREATE_NEW.
TRUNCATE_EXISTING
Открывает объект (файл). После этого объект (файл) будет
усечен до нулевого размера.Выдает ошибку если указанный объект (файл) не существует.
DwFlagsAndAttributes
Атрибуты объекта (файла) , атрибуты могут комбинироваться
FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE
FILE_ATTRIBUTE_COMPRESSED
FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL
FILE_ATTRIBUTE_OFFLINE
FILE_ATTRIBUTE_READONLY
FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM
FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY
HTemplateFile
Определяет дескриптор с GENERIC_READ доступом к временному объекту(файлу).
Временный объект(файл)поставляет атрибуты файла и расширенные атрибуты
для создаваемого объекта (файла)
ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ТОЛЬКО В WINDOWS NT Windows 95: Это значение должно быть установлено в Nil.
Возвращаемые значения Если функция преуспевает, возвращаемое значение - открытый дескриптор
к указанному объекту(файлу). Если файл не существует - 0.
Если произошли функциональные сбои, возвращаемое значение - INVALID_HANDLE_VALUE.
Чтобы получить расширенные данные об ошибках, вызовите GetLastError. Обратите внимание !
Для портов, dwCreationDistribution параметр должен быть OPEN_EXISTING,
и hTemplate должен быть Nil. Доступ для чтения-записи должен быть определен явно. SECURITY_ATTRIBUTES Структура содержит описание защиты для объекта и определяет,
может ли дескриптор быть унаследован дочерними процессами.
typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES
{ DWORD nLength;
LPVOID lpSecurityDescriptor;
BOOL bInheritHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES; Параметры NLength
Определяет размер, в байтах, этой структуры.
Набор это значение к размеру структуры SECURITY_ATTRIBUTES В Windows NT
функции которые используют структуру SECURITY_ATTRIBUTES, не
LpSecurityDescriptor
Дескриптор указывающий на описатель защиты для объекта,
Если дескриптор ПУСТОЙ объект может быть назначен в наследование дочерними процессами.
BInheritHandle
Определяет, унаследован ли возвращенный дескриптор, когда новый дескриптор, создан.
Если это значение принимает ИСТИНУ новый дескриптор наследует от головного.
Замечания
Указатель на структуру SECURITY_ATTRIBUTES используется
как параметр в большинстве функций работы с окнами в Win32 API.
---------------------
Структура DCB Структура DCB определяет установку управления для последовательного порта ввода-вывода
(нам она понадобится для разбора примера с программой управления весами ПетрВес) Примечание : В местах где нельзя дать точный перевод
будет дано определение на английском из MSDK и приблизительный его перевод
Описание в эквиваленте C typedef struct _DCB { // dcb
DWORD DCBlength; // Размер DCB
DWORD BaudRate; // Скорость пересылки данных в бодах;
// текущая скорость в бодах
DWORD fBinary: 1; // binary mode, no EOF check
// двоичный режим , не проверять конец
// данных (по умолчанию значение = 1)
DWORD fParity: 1; // Включить проверку четность (по умолчанию
// значение = 1)
DWORD fOutxCtsFlow:1; // CTS управление потоком выхода
DWORD fOutxDsrFlow:1; // DSR управление потоком выхода
DWORD fDtrControl:2; // DTR Тип управления потоком скорости
// передачи данных
DWORD fDsrSensitivity:1; // DSR sensitivity (чувствительность)
DWORD fTXContinueOnXoff:1; // XOFF continues Tx (стоп-сигнал
// продалжает выполнение)
DWORD fOutX: 1; // XON/XOFF out flow control (СТАРТ-
// СИГНАЛ / СТОП-СИГНАЛ для управления
// выходящим потоком (по умолчанию
// значение = 1)
DWORD fInX: 1; // XON/XOFF in flow control (СТАРТ-
// СИГНАЛ / СТОП-СИГНАЛ для управления
// входящим потоком (по умолчанию
// значение = 1)
DWORD fErrorChar: 1; // enable error replacement (включить
// проверку погрешностей по умолчанию=1)
DWORD fNull: 1; // enable null stripping (отвергать
// пустой поток данных (по умолчанию=1))
DWORD fRtsControl:2; // RTS управление потоком данных
DWORD fAbortOnError:1; // abort reads/writes on error
// (проверять операции чтения/записи
// по умолчанию=1)
DWORD fDummy2:17; // reserved ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО
WORD wReserved; // not currently used НЕ ДЛЯ
// ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
WORD XonLim; // transmit XON threshold (порог
// чувствительности старт-сигнала)
WORD XoffLim; // transmit XOFF threshold (порог
// чувствительности стоп-сигнала)
BYTE ByteSize; // Бит в байте (обычно 8)
BYTE Parity; // 0-4=no,odd,even,mark,space
// (четность байта)
BYTE StopBits; // 0,1,2 = 1, 1.5, 2 (стоповые биты)
char XonChar; // Tx and Rx XON character (вид
// старт сигнал в потоке)
char XoffChar; // Tx and Rx XOFF character (вид
// стоп сигнал в потоке)
char ErrorChar; // error replacement character (какой
// сигнал погрешности,его вид)
char EofChar; // end of input character (сигнал
// окончания потока)
char EvtChar; // received event character РЕЗЕРВ
WORD wReserved1; // reserved; do not use НЕ ДЛЯ
// ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
} DCB;

with Mode do
Begin
 

End; 

Параметры : DCBlength
Размер DCB структуры.
BaudRate
Определяет скорость в бодах, в которых порт оперирует.
Этот параметр может принимать фактическое значение скорости в бодах,
или один из следующих стандартных индексов скорости в бодах:
CBR_110 CBR_19200
CBR_300 CBR_38400
CBR_600 CBR_56000
CBR_1200CBR_57600
CBR_2400CBR_115200
CBR_4800CBR_128000
CBR_9600CBR_256000
CBR_14400 fBinary
Определяет, допускается ли двоичный (бинарный) способ передачи данных.
Win32 API не поддерживает недвоичные (небинарные)
способы передачи данных в потоке порта, так что этот параметр
должен быть всегда ИСТИНЕН.
Попытка использовать ЛОЖЬ в этом параметре не будет работать.
Примечание : Под Windows 3.1 небинарный способ передачи допускается,
но для работы данного способа необходимо заполнит параметр
EofChar который будет восприниматься конец данных.
fParity
Определяет, допускается ли проверка четности.
Если этот параметр ИСТИНЕН, проверка четности допускается
fOutxCtsFlow
CTS (clear-to-send) управление потоком выхода
fOutxDsrFlow
DSR (data-set-ready) управление потоком выхода
fDtrControl
DTR (data-terminal-ready) управление потоком выхода
Принимает следующие значения :
DTR_CONTROL_DISABLE
Отключает линию передачи дынных
DTR_CONTROL_ENABLE
Включает линию передачи дынных
DTR_CONTROL_HANDSHAKE
Enables DTR handshaking. If handshaking is enabled,
it is an error for the application to adjust the line by using the EscapeCommFunction function.
Допускает подтверждению связи передачи данных
Если подтверждение связи допускается, это - погрешность для того чтобы регулировать(корректировать)
линию связи, используя функцию EscapeCommFunction.
fDsrSensitivity
Specifies whether the communications driver is sensitive to the state of the DSR signal.
If this member is TRUE, the driver ignores any bytes received, unless the DSR modem input line is high.
Определяет возможна ли по порту двухсторонняя передача в ту и в другую сторону сигнала.
fTXContinueOnXoff
Определяет, останавливается ли передача потока ,
когда входной буфер становится полный, и драйвер передает сигнал XoffChar.
Если этот параметр ИСТИНЕН, передача продолжается после того,
как входной буфер становится в пределах XoffLim байтов, и драйвер передает
сигнал XoffChar, чтобы прекратить прием байтов из потока .
Если этот параметр ЛОЖНЫЙ, передача не продолжается до тех пор ,
пока входной буфер не в пределах XonLim байтов,
и пока не получен сигнал XonChar, для возобновления приема .
fOutX
Определяет, используется ли управление потоком СТАРТ-СИГНАЛА / СТОП-СИГНАЛА
в течение передачи потока порту. Если этот параметр ИСТИНЕН, передача останавливается,
когда получен сигнал XoffChar и начинается снова, когда получен сигнал XonChar.
fInX
Specifies whether XON/XOFF flow control is used during reception. If this member is TRUE,
the XoffChar character is sent when the input buffer comes
within XoffLim bytes of being full, and the XonChar character is sent
when the input buffer comes within XonLim bytes of being empty.
Определяет, используется ли управление потоком СТАРТ-СИГНАЛА / СТОП-СИГНАЛА
в течение приема потока портом. Если этот параметр ИСТИНЕН,сигнал XoffChar посылается ,
когда входной буфер находится в пределах XoffLim байтов, а сигнал XonChar посылается
тогда когда входной буфер находится в пределах XonLim байтов или является пустым
fErrorChar
Определяет, заменены ли байты, полученные с ошибками четности особенностью,
указанной параметром ErrorChar Если этот параметр ИСТИНЕН, и fParity ИСТИНЕН, замена происходит.
fNull
Определяет, отвергнуты ли нулевые(пустые) байты. Если этот параметр ИСТИНЕН,
нулевые(пустые) байты, будут отвергнуты при получении их.
fRtsControl
RTS управление потоком " запрос пересылки " .
Если это значение нулевое, то по умолчанию устанавливается RTS_CONTROL_HANDSHAKE.
Принимает одно из следующих значений:
RTS_CONTROL_DISABLE
Отключает строку RTS, когда устройство открыто
RTS_CONTROL_ENABLE
Включает строку RTS
RTS_CONTROL_HANDSHAKE
Enables RTS handshaking. The driver raises the RTS line
when the " type-ahead" (input)
buffer is less than one-half full and lowers
the RTS line when the buffer is more than three-quarters full.
If handshaking is enabled, it is an error for the application
to adjust the line by using the EscapeCommFunction function.
Допускает RTS подтверждение связи. Драйвер управляет потоком пересылки.
RTS выравнивается , когда входной буфер - меньше чем половина полного и
понижается, когда буфер - больше 2/3 полного .Если подтверждение связи
допускается, это используется для регулирования передачи данных
EscapeCommFunction.
RTS_CONTROL_TOGGLE
Specifies that the RTS line will be high if bytes are available for transmission.
After all buffered bytes have been sent, the RTS line will be low.
Определяет, что буфер будет высокий при подготовке данных для передачи.
После того, как все байты отосланы, буфер RTS будет низок.
FAbortOnError
Определяет, закончена ли операции чтения/записи, если происходит погрешность.
Если этот параметр ИСТИНЕН, драйвер закрывает все операции
чтения/записи с состоянием погрешности при возникновении оной.
Драйвер не будет принимать никакие дальнейшие действия,
пока не дождется подтверждения погрешности в передоваемых
(принимаемых) данных, вызывая функцию ClearCommError.
fDummy2
ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО Microsoft
wReserved
ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО Microsoft
XonLim
Определяет минимальное число байтов, находящихся во в
XoffLim
Определяет максимальное число байтов, находящихся во входном буфере прежде,
чем будет генерирована подача СТОП-СИГНАЛА. Максимальное число байтов,
позволенных во входном буфере вычитается из размеров, в байтах, самого входного буфера.
ByteSize
Определяет число битов в байтах, переданных и полученных.
Parity
Определяет схему четности, которую нужно использовать.
Этот параметр может быть одним из следующих значений:
EVENPARITY
MARKPARITY
NOPARITY
ODDPARITY
StopBits
Определяет число стоповых битов, которые нужно использовать.
Этот параметр может быть одним из следующих значений:
ONESTOPBIT1 stop bit
ONE5STOPBITS1.5 stop bits
TWOSTOPBITS2 stop bits
XonChar
Определяет значение СТАРТ-СИГНАЛА для передачи и приема.
XoffChar
Определяет значение СТОП-СИГНАЛА для передачи и приема.
ErrorChar
Определяет значение СИГНАЛА ОШИБКИ (генерируемого при ошибке четности) для передачи и приема.
EofChar
Определяет значение сигнала конца данных.
EvtChar
Определяет значение сигнала события.
wReserved1
ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО Microsoft
Дополнение : Когда структура DCB использует 'ручной' выбор конфигурации ,
следующие ограничения используются для ByteSize и StopBits параметров :
Число информационных разрядов должно быть от 5 до 8 битов.
Использование 5 информационных разрядов с 2 стоповыми битами -
недопустимая комбинация, как - 6, 7, или 8 информационных разрядов с 1.5 стоповыми битами.