[VISA]实现PC与外设串口通信功能

简述

串口通信是使用非常广泛的通信协议之一，一般都是指的RS232，一般PC都会支持串口的，对于速度要求不是特别高的，用串口来通信相对比较简单，而且成本也很低。

关于RS232

RS232常见的9针串口接口，其电平其实是-15V和15V的，-15V貌似表示数据1，而15V表示数据0。而一般单片机的UART接口是使用的TTL电平，0表示低电平，1表示高电平。因此单片机的UART和PC的RS232之间需要有一个转换，有许多成熟的IC可以使用。RS232的通信协议也相对简单。

关于VISA

LabVIEW的VISA模块是用于和外部仪器通信用的，其中有GPIO，串口等等。之前使用过调用MSComm控件的方式，即利用Windows提供的控件对象，在LabVIEW中对该控件的属性和方法进行操作，来实现串口通信。之所以使用MSComm控件，是因为比使用VISA来实现串口通信要灵活一些，比如可以通过回调的方式，在PC的串口buffer中数据字节数到达某一设定值时，可以触发注册好的LabVIEW回调函数来进行处理，这种方式就很好的避免了在轮询中去读取串口数据了，效率提升是很明显的，特别是在速度和数据吞吐率有略高的要求时。
当然了，使用VISA也是可以很简洁的实现串口通信的，其优点就是使用简单，虽然用户体验的简单性往往都会牺牲一些使用上的灵活性。

串口API

VISA一共提供了8个串口API，VISA配置串口API是第一个需要知道的，因为其余所有API使用之前，必须使用这个先。因为PC的串口也和MCU的串口工作原理都是一样的，必须先配置好，并生效，才能使用之。
VISA串口字节数API，因为串口设备一般都会有一个buffer，可以在开发者读出其数据前，将对方的串口设备送过来的数据先暂存在这buffer，而程序开发者需要读取其中数据时，先用这个API看下buffer里面有多少个byte数据，再取出即可。
VISA关闭API，其实LabVIEW中也是占用的PC的某个串口资源的，使用完了，就要关闭掉释放这个资源，可能出了LabVIEW程序，其他的运行于PC的程序偶尔也要用到呢。LabVIEW中有很多这种释放资源的API，大概像进行了malloc，那么用完就得free是一样的道理吧。
VISA清空I/O缓冲区API，作用就是清除掉暂存串口数据的buffer内容，可能有些时候需要丢掉一些数据，用这个API即可。
VISA读取API，显而易见，就是从串口buffer当中读出字节数据了，可以先获取buffer当中字节个数，然后读取对应个数的数据。
VISA串口中断API，这个和MCU的UART中断不是一回事的，是在数据线中设置中断，即两个串口相连，串口1调用该VISA串口中断API设置一次中断，那串口2就会检测到一次数据线中断。不过这个API具体的还没有实际用过。
VISA设置I/O缓冲区大小API，就是设置串口暂存数据buffer的大小，默认好像是无限大，但是那样做还是有风险的，因为PC内存毕竟也有限，如果串口数据一直接收，并一直不读出，那buffer其实会占掉较多内存了吧。所以buffer的大小可以根据自己的需要设置一个适当的值，比较妥当点。
VISA写入API，就是将数据写入串口write buffer咯，然后PC串口硬件检测到write buffer非空时，一个byte一个byte的将数据发出。

实现一个简单的串口助手

用VISA串口API可以实现简单的串口助手工具的，这个很多人都写过的，但是这种方式写的串口助手不高效，在实际使用的时候就能够感觉到的，串口不停的发数据，然后又一边不停的写数据时，很容易卡死的。

串口写

这里其实是通过串口发送仪器的控制指令，用一个UI线程实现即可。外面先调用VISA的配置API，然后在UI线程中完成VISA的写入，最后会将VISA串口资源释放。

串口读

这里其实用了一个队列，来循环的从串口buffer中读取数据，因为VISA串口读取没有中断方式，这里也是导致串口工具效率的最大瓶颈，因此先用一个循环，每隔500ms从串口中读出接收的数据到队列中，这样可以一次读取许多个byte数据，另外循环也不必一直进行，而是有一个500ms的等待，对其余线程的运行还是有些帮助的，当然如果需要不是那么快速，这个500ms等待时间或许还可以设置更长一些。

然后通过阻塞队列，只要队列中有数据了，就从队列中取出数据，用于自己的应用中。

使用VISA串口API，有利有弊。