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1、资料分享大全 -分享无极限 C 语言实现串行通信接口程序计算机论文_工学论文摘要:本文说明了异步串行通信(RS-)的工作方式，探讨了查询和中断两种软件接口利弊， 并给出两种方式的 C 语言源程序的 I/O 通道之一，以最简单方式组成的串行双工线路只需 两条信号线和一条公共地线，因此串行通信既有线路简单的优点同时也有它的缺点，即通 信速率无法同并行通信相比，实际上 EIARS-C 在标准条件下的最大通信速率仅为 Kb/S。 尽管如此，大多数外设都提供了串行口接口，尤其在工业现场 RS-C 的应用更为常见。 IBMPC 及兼容机系列都有 RS-的适配器，操作系统也提供了编程接口，系统接口分为 DO
2、S 功能调用和 BIOS 功能调用两种：DOSINTH 的 h 和 h 号功能调用为异步串行通信的接收和 发送功能；而 BIOSINTH 有组功能调用为串行通信服务，但 DOS 和 BIOS 功能调用都需握 手信号，需数根信号线连接或彼此间互相短接，最为不便的是两者均为查询方式，不提供 中断功能，难以实现高效率的通信程序，为此本文采用直接访问串行口硬件端口地址的方 式，用 C 语言编写了串行通信查询和中断两种方式的接口程序。 .串行口工作原理 微机串行通信采用 EIARS-C 标准，为单向不平衡传输方式，信号电平标准V，负逻辑， 即逻辑(MARKING)表示为信号电平-V，逻辑(SPACING
3、)表示为信号电平+V，最大传送距 离米，最大传送速率.K 波特，其传送序列如图，平时线路保持为，传送数据开始时，先送 起始位(),然后传(或， ，)个数据位(，)，接着可传位奇偶校验位，最后为个停止位()，由此 可见，传送一个 ASCII 字符(位)，加上同步信号最少需位数据位。 TS.GIF;图 串行通信的工作相当复杂，一般采用专用芯片来协调处理串行数据的发送接收，称为通用 异步发送/接收器(UART)，以节省 CPU 的时间，提高程序运行效率，IBMPC 系列采用 UART 来处理串行通信。 在 BIOS 数据区中的头个字节为个 UART 的端口首地址，但 DOS 只支持个串行口： COM
4、(基地址：H)和 COM(基地址：H)。UART 共有个可编程的单字节寄存器，占用个端 口地址，复用地址通过读/写操作和线路控制寄存器的第位来区分。这个寄存器的具体功能 如下： COM(COM)寄存器 端口地址功能 DLAB 状态 FH(FH)发送寄存器(写) FH(FH)接收寄存器(读) FH(FH)波特率因子低字节 FH(FH)波特率因子高字节 FH(FH)中断允许寄存器 FAH(FAH)中断标志寄存器 FBH(FBH)线路控制寄存器 FCH(FCH)MODEM 控制寄存器 FDH(FDH)线路状态寄存器 FEH(FEH)MODEM 状态寄存器 注：DLAB 为线路控制寄存器第七位在编写串
5、行通信程序时，若采用低级方式，只需访问 UART 的这个寄存器即可，相对于直接控制通信的各个参量是方便可靠多了。其中 MODEM 控制/状态寄存器用于调制解调器的通信控制，一般情况下不太常用；中断状态/ 标志寄存器用于中断方式时的通信控制，需配合硬件中断控制器的编程；波特率因子高/低 字节寄存器用于初始化串行口时通信速率的设定；线路控制/状态寄存器用于设置通信参数，反映当前状态；发送/接收寄存器通过读写操作来区分，不言而喻用于数据的发送和接收。 UART 可向 CPU 发出一个硬件中断申请，此中断信号接到中断控制器，其中 COM 接 IRQ(中断 OCH)，COM 接 IRQ(中断 OBH)。
6、用软件访问的中断允许寄存器(地址 H)来设置 或屏蔽串行口的中断，需特别指出的是，设置中断方式串行通信时，MODEM 控制寄存器 的第三位必须置，此时 CPU 才能响应 UART 中断允许寄存器许可的任何通信中断。 .编程原理 程序为查询通信方式接口程序，为一典型的数据采集例程。其中 bioscom()函数初始化 COM(此函数实际调用 BIOSINTH 中断号功能)。这样在程序中就避免了具体设置波特率因 子等繁琐工作，只需直接访问发送/接收寄存器(FH)和线路状态寄存器(FDH)来控制 UART 的工作。线路状态寄存器的标志内容如下： 第位=收到一字节数据 第位=所收数据溢出 第位=奇偶校验
7、错 第位=接收数据结构出错 第位=断路检测 第位=发送保存寄存器空 第位=发送移位寄存器空 第位=超时 当第位为时，标志 UART 已收到一完整字节，此时应及时将之读出，以免后续字符重叠， 发生溢出错误，UART 有发送保持寄存器和发送移位寄存器。发送数据时，程序将数据送 入保持寄存器(当此寄存器为空时)，UART 自动等移位寄存器为空时将之写入，然后把数 据转换成串行形式发送出去。 本程序先发送命令，然后循环检测，等待接收数据，当超过一定时间后视为数据串接收完 毕。若接收到数据后返回，否则返回。 若以传送一个 ASCII 字符为例，用波特率 b/s，个数据位，一个起始位，一个停止位来初始 化
8、 UART，则计算机秒可发送/接收的最大数据量仅为/=字节，同计算机所具有的高速度是 无法相比的，CPU 的绝大部分时间耗费在循环检测标志位上。在一个有大量数据串行输入/ 输出的应用程序中，这种消耗是无法容忍的，也不是一种高效率通信方式，而且可以看到， 在接收一个长度未知的数据串时，有可能发生遗漏。 程序是一组中断方式通信接口程序。微机有两条用于串行通信的硬件中断通道 IRQ(COM) 和 IRQ(COM)，对应中断向量为 OBH 和 OCH，可通过设置中断屏蔽寄存器(地址 H)来开放 中断。置时屏蔽该中断，否则开放中断。硬件中断例程必须在程序末尾往中断命令寄存器 (地址 H)写入 H，即 M
9、OVAL，H OUTH，AL 用以将当前中断服务寄存器清零，避免中断重复响应。 每路 UART 有组中断，程序可通过中断允许寄存器(FH)来设置开放那路中断。这组中断的 位标志如下： 第位=接收到数据 第位=发送保持寄存器为空 第位=接收数据出错 第位=MODEM 状态寄存器改变 第位为 在中断例程中检查 UART 的中断标志寄存器(FAH)，确定是哪一组事件申请中断。该寄存 器第位为时表示有中断申请，响应该中断并采取相应措施后，UART 自动复位中断标志；第，位标志中断类型，其位组合格式如下：代码中断类型复位措施接收出错读线路状态寄 存器接收到数据读接收寄存器发送寄存器空输出字符至发送寄存器
10、 MODEM 状态改变读 MODEM 状态寄存器这组中断的优先级为号最低，号最高。 在本组程序中，函数 setinterrupt()和 clearinterrupt()设置和恢复串行通信中断向量；cominit() 初始化指定串行口并开放相应中断；sendcomdata()和 getcomeomdata()用于发送和接收数据 串；com()和 com()为中断例程，二者均调用 fax()函数，fax()函数为实际处理数据接收和发 送的例程。明确了串行口的工作原理，就不难理解其具体程序。 .结论 上述程序采用 C 语言编写，在 BORLANDC+.集成环境中调试通过，为简单起见，只考虑 了使用发
11、送/接收两条信号线的情况，并未考虑使用握手信号线。 在实际应用中这两组程序尚有一些可修改之处。比如，中断接收程序中的缓冲区可改为循 环表，以防数据溢出，尽可能保留最新数据。由于笔者水平所限，文中不足疏漏之处尚希 行家指正。程序： staticintreceive_delay=; intmay(unsignedpar,char*comm,char*ss) intcs=,j=; char*p; bioscom(,par,);/com loop:p=comm; inportb(xf);/reset dowhile(inportb(xf+)outportb(xf,*p+); while(*p);/se
12、ndcommand os=;j=; doif(inportb(xfd) elsecs+; continue;ssj+=inportb(xf);cs=; while(l); ssj=; if(j)return; elsereturn; 程序： #include #include #include #include #inolude #definemaxsize #defineSEND #defineRECEIVE #defineCOM #defineCOMstaticunsignedcharHardinterrupt=; structComInterrupt intportadd; intint
13、bit; charbufmaxsize,*comm; intbufh,recount,sendcount; com=xf,xc, xf,xb,; voidstaticinterrupt(*old_com)(void); voldinterruptcoml(vold); voidinterruptcom(void); voidfax(intcomnum); voidsetinterrupt(intcomnum); voidclearinterrupt(intcomnum); voidcominit(intcomnum,intpara,intinterruptmark); voidsendcomd
14、ata(intcomnum,char*command); intgetcomdata(intcomnum,char*buf); voidinterruptcom(void) fax(); voidinterruptcom(void) fax(); /setcominterrupt,comnum=com,=com voidsetinterrupt(intcomnum) old_comcomnum=getvect(comcomnum.intbit); if(!oomnum) setvect(comcomnum.intbit,coml);/com else setvect(comcomnum.int
15、bit,com);/com /sethardint Hardinterrupt=inportb(x); if(comnum) outportb(x,Hardinterrupt/com, else outportb(x,Hardinterrupt/com, voidclearinterrupt(intcomnum) if(comnum) outportb(x,Hardinterrupt|x);/COM else outportb(x,Hardinterrupt|x);/COM setvect(comcomnum.intbit,old_comcomnum); for(i=;imaxsize;i+)
16、comcomnum.bufi=;comcomnum.sendcount=comcomnum.recount=comcomnum.bufh=; outportb(comcomnum.portadd+,); outportb(comcomnum.portadd+,x); voidfax(inti)/i=o,com;i=,com unsignedcharmark; mark=inport(comi.portadd+); do if(markcomi.bufcomi.bufh+=inportb(comi.portadd);com i.recount+; elseif(mark comi,sendcount+; else outportb(comi.portadd+,); while(mark=inport(.portadd
