基于PC/104的多串口通訊的設(shè)計(jì)

作者Email: liang_yue0625@sohu.com

摘 要：提出了一種在PC/104上進(jìn)行多串口通訊的設(shè)計(jì)方法，介紹了多串口通訊在DOS平臺(tái)上的軟件設(shè)計(jì)，采用C語言進(jìn)行編程，可以方便的移植到其他的平臺(tái)上。

關(guān) 鍵 字：串行通訊；PC104；

0引 言

目前，最先進(jìn)的嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)PC/l04，以其優(yōu)良的品質(zhì)、高可靠性及模塊化，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、航空航天、軍事、醫(yī)療、消防設(shè)備、智能儀器儀表、導(dǎo)航、通訊、數(shù)控、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、便攜式計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。而在實(shí)際的應(yīng)用中，有時(shí)需要借助微機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的軟件資源，使組成的系統(tǒng)功能更為強(qiáng)大。這樣必須實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PC104之間的通訊，在通常實(shí)時(shí)性要求不高，數(shù)據(jù)量不大的情況下，可以采用串口進(jìn)行通訊，但通常一般的PC機(jī)只配有兩個(gè)串口，在控制領(lǐng)域有時(shí)候是不夠的，而基于PC/104結(jié)構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的要求通過簡單的搭積木的方法進(jìn)行配置，其功能模塊比較豐富，當(dāng)進(jìn)行多串口控制時(shí)可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴(kuò)展4~6個(gè)串口）。

本文采用的是HXL-COM4A的4串口擴(kuò)展板，該板上集成了高性能的16C554控制芯片（相當(dāng)于4個(gè)16C550），每個(gè)通道有獨(dú)立的16字節(jié)接收緩沖器和16字節(jié)發(fā)送緩沖器，可以達(dá)到更高的通訊速率而無需占用過多的CPU資源，并且每個(gè)串口可配制成RS232RS422RS485模式。

1 多串口通訊軟件的設(shè)計(jì)：

由于大部分的基于PC/104軟件的設(shè)計(jì)都是在DOS平臺(tái)上的，所以本文以BRAODLORD C為編譯環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)多串口通訊軟件的設(shè)計(jì)。程序框圖見圖1

一般情況下串口的地址是：COM1:3F8 COM2:2F8 COM3:3E8 COM4:2E8 COM5:3A8 COM6:2A8, 如有區(qū)別參照多串口卡的手冊。

1．1串口波特率和數(shù)據(jù)格式的設(shè)置：

首先向LCR（線路設(shè)置寄存器）的高位寫入1，然后在設(shè)置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫入的數(shù)據(jù)為1843200/（16*波特率）。然后設(shè)置LCR，最后設(shè)置Modem控制寄存器和中斷允許寄存器。

代碼如下：

void init_com(int com_X)
{ outportb(com_X+3,0x80);
outportb(com_X,0x06);
outportb(com_X+1,0x00);//波特率為19200
outportb(com_X+3,0x0b);//數(shù)據(jù)格式：8個(gè)數(shù)據(jù)位,一個(gè)停止位,奇校驗(yàn)
outportb(com_X+4,0x0b);//允許將中斷信號(hào)送到系統(tǒng)總線
outportb(com_X+1,0x01);}//允許接收產(chǎn)生中斷

1．2中斷的允許和禁止：

一般情況下，串口通常配置成接收產(chǎn)生中斷，發(fā)送不產(chǎn)生中斷。在PC/104上的設(shè)計(jì)可以參照PC機(jī)的設(shè)計(jì)方式，中斷控制器為兩片8259，一片為主片，另一片為從片。當(dāng)串口所用的中斷為8以下時(shí)，設(shè)置主片8259的IMR(中斷屏蔽寄存器)。當(dāng)中斷為8以上時(shí)，要設(shè)置從片的8259的IMR。

代碼如下：

void OpenInterrupt(unsigned char IntNum)//開中斷
{
int mask;
char ControlWord[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
mask=inportb(0x21);
if(IntNum8) outportb(0x21,maskControlWord[IntNum]);
else
{ outportb(0xa1,inportb(0xa1)ControlWord[IntNum-8]);
outportb(0x21,inportb(0x21)0xfb);
}
}
void CloseInterrupt(unsigned char IntNum) file://關(guān)中斷
{
char
ControlWord[8]={0x1,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x40,0x80};
if(IntNum8){outportb(0x21,inportb(0x21)|ControlWord[IntNum]);}
else outportb(0xa1,inportb(0xa1)|ControlWord[IntNum-8]);
}
串口的中斷可以在PC/104的板子上參照手冊，進(jìn)行跳線設(shè)計(jì)。

1．3串口通訊的中斷向量設(shè)置：

當(dāng)中斷小于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號(hào)加8，當(dāng)中斷大于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號(hào)加0x68。
下面是完整的串口初始化程序（以COM1為例）

void int_setup(unsigned char comPort,char control)
{
static void interrupt (*old_int)(void);
static void interrupt (*new_int)(void);
int baseAdd;
if(comPort8) baseAdd=8;
else baseAdd=0x68;
disable();
if(control!=0)//當(dāng)control為1時(shí)是串口的初始化，為0時(shí)是恢復(fù)系統(tǒng)狀態(tài)
{init_com(comBaseAddr[comPort]);
switch (comPort)
{case 4:old_int = oldhandler_com1;
new_int = handler_com1;
break; }
old_int = getvect(baseAdd+comPort);
setvect(baseAdd+comPort, new_int); file://保存舊中斷向量地址，并設(shè)置新的中斷向量地址
OpenInterrupt(comPort);}
else
{CloseInterrupt(comPort);
setvect(baseAdd+comPort,old_int);}//恢復(fù)中斷向量地址
enable();}

1．4串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收：

當(dāng)串口需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只要將待發(fā)送的數(shù)據(jù)以字符串的形式依次寫入基地址中即可。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，由于每接收到一個(gè)字符便產(chǎn)生一個(gè)中斷，因此要在中斷服務(wù)子程序的最后向8259寫入20H到地址20H即可，如果中斷號(hào)大于8，還要向從片8259寫入20H到地址A0H。

2 串口的硬件設(shè)計(jì)

目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(shí)(12m)，可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連，只需要如圖2進(jìn)行連接即可。

目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(shí)(12m)，可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連，只需要如圖2進(jìn)行連接即可。

3 結(jié)束語：

本文較全面介紹了基于PC/104的多串口卡的通訊軟件的設(shè)計(jì)，提出了串口通訊應(yīng)注意的問題，并將此串口通訊軟件應(yīng)用在大慶油田的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可靠。