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基于C语言的RS232串行接口通信设计与实现

作者:时间:2011-12-08来源:网络收藏

  通信在通讯领域被广泛应用,标准的接口已成为计算机、外设、交换机和许多通讯设备的标准接口。虽然近年来随着USB口的日趋流行,接口串口作为一种传统的串口通信口有被取代的趋势。然而由于它具有较高的性价比和传输的可靠性Ⅲ。在传输速率要求不是很高的情况下,串口通信仍然具有其自身的优势。同时标准广泛应用于微型计算机系统和大型系统中,RS232标准还具有连线简单、通讯距离长等优点,本文将着熏介绍串口通信的连接方式以及利用C语言编程实现串口通讯,最后以实际的工程项目应用,验证了该通讯方式的可靠性。

  1 RS232接口

  1.1 RS232接口简介

  RS232接口属于个人计算机(PC)及电信应用领域中最为成功的串行数据标准。它被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准,是目前PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口嗍。现在的Pc机一般至少有两个串行口COMI和COM2.新一代的汁算机主要以9引脚的D型接头接出所有的RS232通信信号及控制线(有的计算机的COM2仍为25引脚)。

  1.2 RS232串口引脚说明(见表1)

  表1引脚缩写功能说明

  表1引脚缩写功能说明

  1.3串口连接器的连接方式

  串口连接器是两个串行接口的连接器,RS232串口存在9针和25针两种形式,根据连接的针数,串口通信连接方式主要分为:1)无握手连接方式;2)全握手连接方式;3)循环握手回送方式。本文开发的软件运行在全握手连接方式下,该连接方式如表2所示。

  表2全握手连接

  表2全握手连接

2 C语言串口通信软件实现

  2.1测试中的硬件设备。

  2.1.1单机测试方式

  如果单机仅仅拥有一个RS232串口,可将RS232连接线的第2引脚(RD)与第3引脚(TD)短路,那么由第3引脚的输出信号就会被发送到第2引脚而送到同一串行端}1的输入缓冲区,即可将数据读入,进入测试过程。

  如果单机拥有COMl和COM2口两个RS232串口,那么请选择1 3节表2中的串口连接方式,进入测试过程。

  2.1.2近距离两台设备通信测试方式

  如果要在两台PC计算机之间,一台嵌入式系统主控机和一台PC计算机之间,或者上位机和下位机之间进行串口通信,那么请选择1.3节表2中的RS232串口方式连接两台设备,进入测试过程。

  2.1.3远距离两台通信测试方式

  RS232标准规定,若不使用Modem,在码元畸变小于4%的情况下,Dte和DCE通信两端之间最大传输距离为15 m.若距离较远,须附加调制解调器(Modem)。其连接方式如图1所示。

  基于C语言的RS232串行接口通信设计与实现

  图1 远距离串口通信连接方式

  2.2 C语言的串口通信软件实现

  2.2.1串口通信软件流程图

  图2数据通信的流程图

  图2数据通信的流程图

  2.2.2 C语言函数具体实现串口通信软件过程

  由于I/O串行通信口的速度远远低于CPU的速度,在查询工作方式时,CPU长时间处于等待状态,其效率非常低,不利于CPU的资源利用。解决这一矛盾的有效办法是采取中断的通信方式,即当通信口自身准备就绪时,主动提出中断申请,一旦CPU响应此申请,便暂停执行的工作,转向中断服务子程序,与外设进行数据的交换,数据交换完成后返回到主程序中的断点继续执行未完成的任务,这样就避免了CPU资源的浪费㈨。

  为此必须对异步通信适配器以及中断控制器进行控制。作为系统的外设,异步通信适配器和中断控制器都有其对应的I/O口地址,所以本文采用C语言函数库中的寻址函数outportb()和函数inportb()对上述芯片进行直接读写操作。其控制包括对中断控制器地址的编程,允许IRQ3,IRQ4中断,同时置MODEM控制寄存器地址为有效,这样即可实现中断方式的通信。根据图2的串口通信流程图,其具体实现串口通信的过程如下:

  1)初始化串口函数。

  参数说明:

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

  IntVectNum 中断处理号(一般选择0X0b)

  Baud 波特率

  Data 数据位

  STop 停止位

  Parity 奇偶校验位

  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设置波特率*/

  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设置数据位。停止位。校验*/

  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)设置MODEM控制位*/

  outportb(ComPortAddr+4,0xob);

  /*set input data ready interrupt mode设置输入数据中断模式*/

  outportb(ComPortAddr+1,Ox01);

  /*set OC interrupt vector设置中断源*/

  disable ();

  OldAsyncInt=getvect(IntVectNum);

  setvect(ImVectNum,AsyncInt);

  enable ();

  /*open interrupt打开中断*/

  maskb=inp(Port8259+1);

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

  else outport(Port8259+1,maskb0xf7);/*INT3*/

  }

  2)握手信号控制。

  该函数引入递归调用的方式,很好的解决了以往串口通信过程中,在握手信号方面选择发送指定特定字符(例如“样”)所带来的误传送问题,大大提高了串口通信的成功率。

  void wait(char ch)

  {

  if(ReceiveChar(COM232)==ch)return;//确定对方已经成功接受或者发送,就返回空

  else

  {

  SendChar(ch);//把接受或者发送出去的字符重新发送;

  wait(ch); //递归调用,直到对方确定接受或者发送成功为止;

  )

  )

  3)向串行口发送一个字符

  该函数的思想是先申请占有中断,后进行发送数据通信;

  int SendChar(unsigned char Char)

  {

  do

  {

  printf(“send waiting>>>>>>>>>\n”):

  //在屏幕上提示用户正在等待中断进行。

  }while((inportb(comportaddr+5)0x20)==O);//检查发送端数据线是否准备好

  outportb(comportaddr,Char://发送数据到缓冲区

  return(Char);//返回发送完成的字符

  }

  4)从串行口接受一个字符

  该函数的思想是先取得中断控制,后面进行接收数据通信;

  int ReceiveChar(int port)

  {

  do{

  printf(“receive waiting>>>>>>>>\n”);

  ∥在屏幕上提示用户正在等待中断进行。

  }

  while((inportb(eomportaddr+5)0x01)==0);//检查接收端数据线是否准备好

  return(inportb(pONt);//从接收数据缓冲区取数据

  }

  3 实例

  在企业产品测试平台和嵌入式控制系统之间,约定通信双方的协议相同,首先嵌入式EMB主控机通过串El把控制消息发送给产品测试平台,让产品测试平台根据发送来的指令进行相关操作:同时在产品测试平台上的测试结果信息,测试每个单项目的相关信息也通过串口传输数据到嵌入式EMB主控机;嵌入式EMB主控机把测试相关的有效信息进行整理后,通过网络上传到Server,Server把企业所有

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关键词: RS232 串行 接口通信

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