Windows下C程序无法直接与Arduino串口通信 需先打开串口监视器

我开发了一款Windows平台的C语言串口工具，用于读取Arduino单片机输出的数据并打印到终端。实际使用时发现如下异常：首次将Arduino通过USB连接到电脑后，自研程序无法和Arduino正常通信，必须先打开一次Arduino IDE自带的串口监视器、或是PuTTY这类第三方串口工具，之后自研程序才能正常工作，一旦断开Arduino的USB连接再重新插入，就会再次出现相同故障。

原始代码 #

上位机C语言代码 #

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <string.h>

int main(){
    float val;
    int jori;
    char buff[1];
    DWORD dwRead, dwWrite;
    DCB dcb = {sizeof dcb};
    HANDLE hComm;
    HANDLE screen = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    char port[8];
    printf("Give port (COM#):\n");
    gets(port);
    hComm = CreateFile (port,
                        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
                        0,
                        0,
                        OPEN_EXISTING,
                        0,
                        0);
    if (hComm == INVALID_HANDLE_VALUE){
        printf("INVALID HANDLE VALUE\n");
        main();
    }
    //if (GetCommState(hComm, &dcb)){
    //    dcb.BaudRate = CBR_9600;
    //    dcb.ByteSize = 8;
    //    dcb.Parity = NOPARITY;
    //    dcb.StopBits = ONESTOPBIT;
    //    printf("DCB ON\n");
    //}
    dcb.fBinary = TRUE;
    dcb.BaudRate = 9600;
    dcb.ByteSize = 8;
    dcb.Parity = NOPARITY;
    dcb.StopBits = ONESTOPBIT;
    do {
        ReadFile(hComm, buff, sizeof(buff), &dwRead, NULL);
        if (dwRead){
            WriteFile(screen, buff, sizeof(buff), &dwWrite, NULL);
            //val = atof(buff);
            //printf("\r%f",val);
        }}
        while ( jori != 66);
        return 0;
}

Arduino端代码 #

int i = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

}

void loop() {
 Serial.println(i);
  i = i + 1;
  delay(1000);
}

问题原因与修复方案 #

原因说明 #

常见的Arduino开发板（如Uno、Nano等）的USB转串口电路默认配置为：当串口DTR信号产生下拉再上拉的电平变化时，会触发单片机复位，复位完成后才会启动串口输出数据。Arduino IDE串口监视器、PuTTY等成熟串口工具在打开端口时会默认触发DTR电平变化，因此先打开一次这类工具后，Arduino已经完成复位初始化，自研程序就能正常读取数据。

修复代码 #

在设置DCB串口参数前添加如下代码，主动触发DTR电平变化，即可解决首次连接无法通信的问题：

if (!EscapeCommFunction(hComm, CLRDTR)){
        LocalFree(NULL);
}
if (!EscapeCommFunction(hComm, SETDTR)){
        LocalFree(NULL);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者EcstaticSedative