基于C語言的RS232串行接口通信實(shí)現(xiàn)

摘要：串口通信是一種廣泛使用且實(shí)用的通信方式，介紹RS232串行通信的聯(lián)結(jié)方式，研究利用c語言編程實(shí)現(xiàn)RS232串行通信的過程。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，在約定雙方串行通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，運(yùn)用C語言開發(fā)的串行通信軟件，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)和嵌入式EMB主控機(jī)的串行數(shù)據(jù)通信。

0前言

串行通信在通訊領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口已成為計(jì)算機(jī)、外設(shè)、交換機(jī)和許多通訊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口。雖然近年來隨著USB口的日趨流行，RS232接口串口作為一種傳統(tǒng)的串口通信口有被取代的趨勢(shì)。然而由于它具有較高的性價(jià)比和傳輸?shù)目煽啃寓?。在傳輸速率要求不是很高的情況下，串口通信仍然具有其自身的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)RS232標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和大型系統(tǒng)中，RS232標(biāo)準(zhǔn)還具有連線簡(jiǎn)單、通訊距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，本文將著熏介紹串口通信的連接方式以及利用C語言編程實(shí)現(xiàn)串口通訊，最后以實(shí)際的工程項(xiàng)目應(yīng)用，驗(yàn)證了該通訊方式的可靠性。

1 RS232串行接口

1.1 RS232接口簡(jiǎn)介

RS232串行接口屬于個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）及電信應(yīng)用領(lǐng)域中最為成功的串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。它被定義為一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標(biāo)準(zhǔn)，是目前PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口嗍?，F(xiàn)在的Pc機(jī)一般至少有兩個(gè)串行口COMI和COM2.新一代的汁算機(jī)主要以9引腳的D型接頭接出所有的RS232通信信號(hào)及控制線（有的計(jì)算機(jī)的COM2仍為25引腳）。

1.2 RS232串口引腳說明（見表1）

表1引腳縮寫功能說明

1.3串口連接器的連接方式

串口連接器是兩個(gè)串行接口的連接器，RS232串口存在9針和25針兩種形式，根據(jù)連接的針數(shù)，串口通信連接方式主要分為：1）無握手連接方式；2）全握手連接方式；3）循環(huán)握手回送方式。本文開發(fā)的軟件運(yùn)行在全握手連接方式下，該連接方式如表2所示。

表2全握手連接

2 C語言串口通信軟件實(shí)現(xiàn)

2.1測(cè)試中的硬件設(shè)備。

2.1.1單機(jī)測(cè)試方式

如果單機(jī)僅僅擁有一個(gè)RS232串口，可將RS232連接線的第2引腳（RD）與第3引腳（TD）短路，那么由第3引腳的輸出信號(hào)就會(huì)被發(fā)送到第2引腳而送到同一串行端}1的輸入緩沖區(qū)，即可將數(shù)據(jù)讀入，進(jìn)入測(cè)試過程。

如果單機(jī)擁有COMl和COM2口兩個(gè)RS232串口，那么請(qǐng)選擇1 3節(jié)表2中的串口連接方式，進(jìn)入測(cè)試過程。

2.1.2近距離兩臺(tái)設(shè)備通信測(cè)試方式

如果要在兩臺(tái)PC計(jì)算機(jī)之間，一臺(tái)嵌入式系統(tǒng)主控機(jī)和一臺(tái)PC計(jì)算機(jī)之間，或者上位機(jī)和下位機(jī)之間進(jìn)行串口通信，那么請(qǐng)選擇1.3節(jié)表2中的RS232串口方式連接兩臺(tái)設(shè)備，進(jìn)入測(cè)試過程。

2.1.3遠(yuǎn)距離兩臺(tái)通信測(cè)試方式

RS232標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用Modem,在碼元畸變小于4%的情況下，Dte和DCE通信兩端之間最大傳輸距離為15 m.若距離較遠(yuǎn)，須附加調(diào)制解調(diào)器（Modem）。其連接方式如圖1所示。

圖1 遠(yuǎn)距離串口通信連接方式

2.2 C語言的串口通信軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.1串口通信軟件流程圖

圖2數(shù)據(jù)通信的流程圖

2.2.2 C語言函數(shù)具體實(shí)現(xiàn)串口通信軟件過程

由于I/O串行通信口的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CPU的速度，在查詢工作方式時(shí)，CPU長(zhǎng)時(shí)間處于等待狀態(tài)，其效率非常低，不利于CPU的資源利用。解決這一矛盾的有效辦法是采取中斷的通信方式，即當(dāng)通信口自身準(zhǔn)備就緒時(shí)，主動(dòng)提出中斷申請(qǐng)，一旦CPU響應(yīng)此申請(qǐng)，便暫停執(zhí)行的工作，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)子程序，與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，數(shù)據(jù)交換完成后返回到主程序中的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行未完成的任務(wù)，這樣就避免了CPU資源的浪費(fèi)㈨。

為此必須對(duì)異步通信適配器以及中斷控制器進(jìn)行控制。作為系統(tǒng)的外設(shè)，異步通信適配器和中斷控制器都有其對(duì)應(yīng)的I/O口地址，所以本文采用C語言函數(shù)庫中的尋址函數(shù)outportb（）和函數(shù)inportb（）對(duì)上述芯片進(jìn)行直接讀寫操作。其控制包括對(duì)中斷控制器地址的編程，允許IRQ3,IRQ4中斷，同時(shí)置MODEM控制寄存器地址為有效，這樣即可實(shí)現(xiàn)中斷方式的通信。根據(jù)圖2的串口通信流程圖，其具體實(shí)現(xiàn)串口通信的過程如下：

1）初始化串口函數(shù)。

參數(shù)說明：

ComPortAddr 串口端口地址（coMl口是03F8H COM2口是02F8H）

IntVectNum 中斷處理號(hào)（一般選擇0X0b）

Baud 波特率

Data 數(shù)據(jù)位

STop 停止位

Parity 奇偶校驗(yàn)位

void Init-COM（int ComPortAddr,unsigned char IntVectNum,im Baud,unsigned char Data,unsigned char Stop,unsigned char Parity）

{

unsigned char High,Low;

int f.

comportaddr=ComPortAddr;

intvectnum=IntVectNum;

CharslnBuf=0;Circln=0;CircOut=0;

/*set baud rate設(shè)置波特率*/

f=（Baud/100）：

f=1152/t;High=f/256;

Low=f-High*256;

outportb（ComPortAddr+3,0x80）；

outportb（ComPortAddr,LOW）；

outportb（ComPortAddr+l,High）；

/*set data bits,stop bits,and parity設(shè)置數(shù)據(jù)位。停止位。校驗(yàn)*/

Data=（Data-5）|（（Stop-1）*4）；

if（Parity=2）Data=Data|0x18;

else if（Parity==1）Data=Data|0x8;

outportb（ComPortAddr+3,Data）；

/*set MCR（DTR,RTS=0,OUTl,OUT2=1）設(shè)置MODEM控制位*/

outportb（ComPortAddr+4,0xob）；

/*set input data ready interrupt mode設(shè)置輸入數(shù)據(jù)中斷模式*/

outportb（ComPortAddr+1,Ox01）；

/*set OC interrupt vector設(shè)置中斷源*/

disable （）；

OldAsyncInt=getvect（IntVectNum）；

setvect（ImVectNum,AsyncInt）；

enable （）；

/*open interrupt打開中斷*/

maskb=inp（Port8259+1）；

if（IntVectNum一0x0c）outport（Port8259+1,maskb&Oxef）；/*INT4*/

else outport（Port8259+1,maskb&0xf7）；/*INT3*/

}