C语言实现串行通信接口程序

1、C语言实现串行通信接口程序摘要本文说明了异步串行通信(RS-232)的工作方式，讨论了查询和中断两种软件接口利弊，并给出两种方式的语言源程序。的I/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-232在标准条件下的最大通信速率仅为20Kb/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-232的应用更为常见。IBP及兼容机系列都有RS-232的适配器，操作系统也提供了编程接口，系统接口分为DS功能调用和BIS功能调用两种：DSINT21H的03h和04h号功能

2、调用为异步串行通信的接收和发送功能；而BISINT14H有4组功能调用为串行通信效劳，但DS和BIS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，用语言编写了串行通信查询和中断两种方式的接口程序。1.串行口工作原理微机串行通信采用EIARS-232标准，为单向不平衡传输方式，信号电平标准12V，负逻辑，即逻辑1(ARKING)表示为信号电平-12V，逻辑0(SPAING)表示为信号电平+12V，最大传送间隔 15米，最大传送速率19.6K波特，其传送序列如图1，平时线

3、路保持为1，传送数据开场时，先送起始位(0),然后传8(或7，6，5)个数据位(0，1)，接着可传1位奇偶校验位，最后为12个停顿位(1)，由此可见，传送一个ASII字符(7位)，加上同步信号最少需9位数据位。T8S12300.GIF;图1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PU的时间，进步程序运行效率，IBP系列采用8250UART来处理串行通信。在BIS数据区中的头8个字节为4个UART的端口首地址，但DS只支持2个串行口：1(基地址0040：0000H)和2(基地址0040：0002H)。8250UART共有1

4、0个可编程的单字节存放器，占用7个端口地址，复用地址通过读/写操作和线路控制存放器的第7位来区分。这10个存放器的详细功能如下：1(2)存放器端口地址功能DLAB状态3F8H(2F8H)发送存放器(写)03F8H(2F8H)接收存放器(读)03F8H(2F8H)波特率因子低字节13F9H(2F9H)波特率因子高字节13F9H(2F9H)中断允许存放器03FAH(2FAH)中断标志存放器3FBH(2FBH)线路控制存放器3FH(2FH)DE控制存放器3FDH(2FDH)线路状态存放器3FEH(2FEH)DE状态存放器注：DLAB为线路控制存放器第七位在编写串行通信程序时，假设采用低级方式，只需访

5、问UART的这10个存放器即可，相对于直接控制通信的各个参量是方便可靠多了。其中DE控制/状态存放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/标志存放器用于中断方式时的通信控制，需配合硬件中断控制器8259的编程；波特率因子高/低字节存放器用于初始化串行口时通信速率的设定；线路控制/状态存放器用于设置通信参数，反映当前状态；发送/接收存放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PU发出一个硬件中断申请，此中断信号接到中断控制器8259，其中1接IRQ4(中断H)，2接IRQ3(中断BH)。用软件访问8259的中断允许存放器(地址21H)来设置或屏蔽串行口的

6、中断，需特别指出的是，设置中断方式串行通信时，DE控制存放器的第三位必须置1，此时PU才能响应UART中断允许存放器答应的任何通信中断。2.编程原理程序1为查询通信方式接口程序，为一典型的数据采集例程。其中bis()函数初始化1(此函数实际调用BISINT14H中断0号功能)。这样在程序中就防止了详细设置波特率因子等繁琐工作，只需直接访问发送/接收存放器(3F8H)和线路状态存放器(3FDH)来控制UART的工作。线路状态存放器的标志内容如下：第0位1=收到一字节数据第1位1=所收数据溢出第2位1=奇偶校验错第3位1=接收数据构造出错第4位1=断路检测第5位1=发送保存存放器空第6位1=发送移

7、位存放器空第7位1=超时当第0位为1时，标志UART已收到一完好字节，此时应及时将之读出，以免后续字符重叠，发生溢出错误，UART有发送保持存放器和发送移位存放器。发送数据时，程序将数据送入保持存放器(当此存放器为空时)，UART自动等移位存放器为空时将之写入，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。假设接收到数据后返回0，否那么返回1。假设以传送一个ASII字符为例，用波特率9600b/s，7个数据位，一个起始位，一个停顿位来初始化UART，那么计算机1秒可发送/接收的最大数据量仅为9600/9=1074字节，同计算

8、机所具有的高速度是无法相比的，PU的绝大局部时间消耗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2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IRQ3(2)和IRQ4(1)，对应中断向量为BH和H，可通过设置中断屏蔽存放器(地址21H)来开放中断。置1时屏蔽该中断，否那么开放中断。硬件中断例程必须在程序末尾往中断命令存放器(地址20H)写入20H，即VAL，20HUT20H，AL用以将当前中断效劳存放器清零，防止中断重复响应。每路UART有4组

9、中断，程序可通过中断允许存放器(3F9H)来设置开放那路中断。这4组中断的位标志如下：第0位1=接收到数据第1位1=发送保持存放器为空第2位1=接收数据出错第3位1=DE状态存放器改变第47位为0在中断例程中检查UART的中断标志存放器(3FAH)，确定是哪一组事件申请中断。该存放器第0位为0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2，1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11接收出错读线路状态存放器10接收到数据读接收存放器01发送存放器空输出字符至发送存放器00DE状态改变读DE状态存放器这4组中断的优先级为0号最低，3号最高。在本组程序

10、中，函数setinterrupt()和learinterrupt()设置和恢复串行通信中断向量；init()初始化指定串行口并开放相应中断；senddata()和getedata()用于发送和接收数据串；1()和2()为中断例程，二者均调用fax2()函数，fax2()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，就不难理解其详细程序。3.结论上述程序采用语言编写，在BRLAND+2.0集成环境中调试通过，为简单起见，只考虑了使用发送/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。比方，中断接收程序中的缓冲区可改为循环表，以防数据溢出，尽

11、可能保存最新数据。由于笔者程度所限，文中缺乏疏漏之处尚希行家指正。程序1：statiintreEive_delay=10000;intay(unsignedpar,har*,har*ss)ints=0,j=0;har*p;bis(0,par,0);/1lp:p=;inprtb(0 x3f8);/resetdhile(inprtb(0 x3f8+5)0 x20)=0);utprtb(0 x3f8,*p+);hile(*p);/sendands=0;j=0;dif(inprtb(0 x3fd)0 x01)=0)if(sreeive_delay)break;elses+;ntinue;ssj+=in

12、prtb(0 x3f8);s=0;hile(l);ssj=0;if(j)return0;elsereturn1;程序2：#inludestdi.h#inludestdlib.h#inludestring.h#inludebis.h#inludeds.h#defineaxsize4096#defineSEND2#defineREEIVE1#define10#define21statiunsignedharHardinterrupt=0;strutInterruptintprtadd;intintbit;harbufaxsize,*;intbufh,reunt,sendunt;2=0 x3f8,0

13、 x0,0,0,0,0 x2f8,0 x0b,0,0,0;vidstatiinterrupt(*ld_2)(vid);vldinterruptl(vld);vidinterrupt2(vid);vidfax2(intnu);vidsetinterrupt(intnu);vidlearinterrupt(intnu);vidinit(intnu,intpara,intinterruptark);vidsenddata(intnu,har*and);intgetdata(intnu,har*buf);vidinterrupt1(vid)fax2(0);vidinterrupt2(vid)fax2(

14、1);/setinterrupt,nu0=1,1=2vidsetinterrupt(intnu)ld_nu=getvet(bit);if(!nu)setvet(bit,l);/1elsesetvet(bit,2);/2/sethardintHardinterrupt=inprtb(0 x21);if(nu)utprtb(0 x21,Hardinterrupt0 xf7);/2,0elseutprtb(0 x21,Hardinterrupt0 xef);/10,vidlearinterrupt(intnu)if(nu)utprtb(0 x21,Hardinte

15、rrupt|0 x08);/2elseutprtb(0 x21,Hardinterrupt|0 x10);/1setvet(bit,ld_nu);fr(i=0;iaxsize;i+)nu.bufi=0;nu.sendunt=nu.reunt=nu.bufh=0;utprtb(nu.prtadd+1,0);utprtb(nu.prtadd+4,0 x0);vidfax2(inti)/i=,1;i=1,2unsignedharark;ark=inprt(i.prtadd+2);dif(ark0 x4)/reeivedataif(i.bufh=axsize)i.bufh=0;i.bufi

16、.bufh+=inprtb(i.prtadd);i.reunt+;elseif(ark0 x2)/sendandif(*i.)utprtb(i.prtadd,*i.+);i,sendunt+;elseutprtb(i.prtadd+1,1);hile(ark=inprt(1.prtadd+2)!=1);utprtb(x20,0 x20);/hardintreturn/interruptark1=reEive,2=send,3=resendvidint(int,harpara,intinterruptark)bis(0,par,);/peninterruptutprtbv(nu.prtadd+4,0 x8;utprtb(nu.prtadd+1,interruptark);vidsenddata(intnu,har*and)unsignedharinterruptark;nu,=and;n