背景
我之前的一篇博客讲解了怎么使用虚拟串口和串口调试助手：虚拟串口模拟器和串口调试助手使用教程，这次我们在此基础上继续来使用虚拟串口周期发送和接收功能。
我们知道，在Windows的操作系统上，将串口（通信设备）作为文件来处理，所以串口的打开、关闭、读写所使用的API函数与文件操作一样。所以打开串口使用CreateFile函数，读写串口使用ReadFile、WriteFile函数，关闭串口使用CloseHandle函数。查看通信设备的串口，可以在设备管理器中查看。
Windows下这些函数的使用方法可以参考下面两篇博客：
- [CreateFile函数详解](https://www.cnblogs.com/findumars/p/5636108.html)
- 串口之ReadFile、WriteFile函数详解
示例
下面我们主要对串口周期发送，C语言程序这边就周期接收发送的数据。
VSPD创建两个虚拟串口
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3FX3BBe9-1628081628592)(https://raw.githubusercontent.com/xkyvvv/blogpic/main/pic1/image-20210804161300172.png)]
串口调试助手打开串口2（COM2），串口参数为：波特率115200，数据位8，检验位0，停止位1。
C语言代码为
#include <Windows.h>
#include <stdio.h>
HANDLE hCom;
int main(void)
{
hCom = CreateFile(TEXT("com1"),//COM1口
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, //允许读和写
0, //指定共享属性，由于串口不能共享，所以该参数必须为0
NULL,
OPEN_EXISTING, //打开而不是创建
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, //属性描述，该值为FILE_FLAG_OVERLAPPED，表示使用异步I/O，该参数为0，表示同步I/O操作
NULL);
if (hCom == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("打开COM失败!\n");
return FALSE;
}
else
{
printf("COM打开成功！\n");
}
SetupComm(hCom, 1024, 1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024
/*********************************超时设置**************************************/
COMMTIMEOUTS TimeOuts;
//设定读超时
TimeOuts.ReadIntervalTimeout = MAXDWORD;//读间隔超时
TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;//读时间系数
TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;//读时间常量
//设定写超时
TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 1;//写时间系数
TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 1;//写时间常量
SetCommTimeouts(hCom, &TimeOuts); //设置超时
/*****************************************配置串口***************************/
DCB dcb;
GetCommState(hCom, &dcb);
dcb.BaudRate = 115200; //波特率为115200
dcb.ByteSize = 8; //每个字节有8位
dcb.Parity = NOPARITY; //无奇偶校验位
dcb.StopBits = ONESTOPBIT; //一个停止位
SetCommState(hCom, &dcb);
DWORD wCount;//实际读取的字节数
bool bReadStat;
char str[8] = { 0 };
while (1)
{
//PurgeComm(hCom, PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR); //清空缓冲区
bReadStat = ReadFile(hCom, str, sizeof(str), &wCount, NULL);
if (!bReadStat)
{
printf("读串口失败!");
return FALSE;
}
else
{
if(wCount != 8) {
printf("没读取到8个字节数据\n！");
}
else {
//str[1] = '\0';
printf("%s\n", str);
}
}
Sleep(1000); //延时1000ms
}
CloseHandle(hCom);//关闭串口
}
我们定义了一个char str[9]来接收数据，首先通过ReadFile()函数的返回值判断读串口是否成功，如果成功，则通过wCount来判断实际接收到的数据是否和我们预想的一致。
我们在串口2那先不发送数据，直接运行，结果如下
可以发现是接收不到数据的，因此会一直打印没有接收到8个字节数据。
我们设置一下串口2的周期发送
再次运行程序
可以发现，我们的程序成功的接收了串口周期发送的数据。
这边需要注意的是，我们接收的字符串数组需要比我们实际接收的字节数打一个，因为在C语言中，字符串都是以数组的形式存储的，而为了知道字符串什么时候结束，编译器会在字符串尾部增加一个’\0’，因此实际我们接收8个字节，但是接收字符串数组是char str[9]。
探究
上面只是一个很简单很理想的例子，现在我们不妨把问题想复杂一点。
有几个可以值得讨论的设置问题：
- 周期问题：上面我们程序接收的周期是1000ms，串口发送的周期也是1000ms，为了尽快地获得到所有的数据，它们之间的周期需要满足什么要求；
- 发送数据大小和接收数据缓存大小：上面我们设置的发送数据大小和接收数据大小是一致的，实际上我们一般不会这样弄，我们一般会把接收数据缓存尽量弄大一点，而且一般我们会使用环形缓冲数据结构来保存数据，我的一篇博客分享了一个C语言环形缓冲库的使用【C语言开源库】在CLion上使用一个轻量的适合嵌入式系统的环形缓冲库ring buffer 和C语言Unity单元测试框架；
- 数据解析问题：因为条件限制的原因，我们虚拟串口周期发送的数据是一样的，实际情况可能是发送的不一样的数据，因此我们还需要对接收的数据进行识别解析。
周期问题
我们程序从串口接收数据，肯定是希望能够尽快的接收的所有数据，不能遗漏任何数据，也尽可能的保持实时性。
基于上面的前提，那我们可以得出一些简单的结论：接收的周期必须要小于等于发送的周期，在不考虑接收和发送缓存的情况下，我们要想接收到所有的数据，我们就必须接收比发送更频繁。
下面我们测试一下接收周期5000ms，发送周期为1000ms。
可以看到，接收不到数据。
测试一下接收周期1500ms，发送周期为1000ms。
也接收不到数据。
测试一下接收周期1200ms，发送周期为1000ms。
只有某些周期接收到数据，但是很多个周期都接收不到数据。
测试一下接收周期1100ms，发送周期为1000ms。
可以看到也是偶尔能够接收到数据。
测试一下接收周期1000ms，发送周期为1000ms。
可以看到当接收周期和发送周期一样时，串口发送的每包数据都被正常的接收。
测试一下接收周期700ms，发送周期为1000ms。
可以看到当接收周期比发送周期小时，好像有些周期是接收不到任务的。但实际上因为接收周期比发送周期小，所以有的接收周期是接收不到数据的，但是串口发送的数据是全被接收的。
测试一下接收周期500ms，发送周期为1000ms。
当接收周期是发送周期的一半时，成功接收和接收失败交替进行。
总结：我们可以允许接收周期中有的周期接收不到数据，但是不能允许串口发送的数据没被串口接收成功，因此我们需要将接收周期设置的比发送周期小。
环形缓冲
我们设置一个环形缓冲来接收串口发送的数据。当然首先于接收接口的参数形式，我们还是先从串口接收数据到一个数组，然后将数组内容写入环形缓冲，这样当我们需要使用数据时，我们是从环形缓冲中读取数据，而不必每次都从串口读取数据，这样对于接收串口数据和使用这些数据都很方便。
数据解析问题
这个一般就是根据协议定义的数据格式进行数据包的判断和校验。