基于PC/104的多串口通訊的設計

作者Email: liang_yue0625@sohu.com

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

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)計算機PC/l04，以其優(yōu)良的品質(zhì)、高可靠性及模塊化，廣泛應用于工業(yè)控制、航空航天、軍事、醫療、消防設備、智能儀器儀表、導航、通訊、數控、自動(dòng)化生產(chǎn)設備的數據采集、便攜式計算機等領(lǐng)域。而在實(shí)際的應用中，有時(shí)需要借助微機的數據處理能力和豐富的軟件資源，使組成的系統功能更為強大。這樣必須實(shí)現PC機與PC104之間的通訊，在通常實(shí)時(shí)性要求不高，數據量不大的情況下，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結構的嵌入式系統可以根據實(shí)際的要求通過(guò)簡(jiǎn)單的搭積木的方法進(jìn)行配置，其功能模塊比較豐富，當進(jìn)行多串口控制時(shí)可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴展4~6個(gè)串口）。

本文采用的是HXL-COM4A的4串口擴展板，該板上集成了高性能的16C554控制芯片（相當于4個(gè)16C550），每個(gè)通道有獨立的16字節接收緩沖器和16字節發(fā)送緩沖器，可以達到更高的通訊速率而無(wú)需占用過(guò)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計：

由于大部分的基于PC/104軟件的設計都是在DOS平臺上的，所以本文以BRAODLORD C為編譯環(huán)境進(jìn)行設計多串口通訊軟件的設計。程序框圖見(jiàn)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, 如有區別參照多串口卡的手冊。

1．1串口波特率和數據格式的設置：

首先向LCR（線(xiàn)路設置寄存器）的高位寫(xiě)入1，然后在設置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫(xiě)入的數據為1843200/（16*波特率）。然后設置LCR，最后設置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);//數據格式：8個(gè)數據位,一個(gè)停止位,奇校驗
outportb(com_X+4,0x0b);//允許將中斷信號送到系統總線(xiàn)
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上的設計可以參照PC機的設計方式，中斷控制器為兩片8259，一片為主片，另一片為從片。當串口所用的中斷為8以下時(shí)，設置主片8259的IMR(中斷屏蔽寄存器)。當中斷為8以上時(shí)，要設置從片的8259的IMR。

代碼如下：

void OpenInterrupt(unsigned char IntNum)//開(kāi)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(xiàn)設計。

1．3串口通訊的中斷向量設置：

當中斷小于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號加8，當中斷大于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號加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control為1時(shí)是串口的初始化，為0時(shí)是恢復系統狀態(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，并設置新的中斷向量地址
OpenInterrupt(comPort);}
else
{CloseInterrupt(comPort);
setvect(baseAdd+comPort,old_int);}//恢復中斷向量地址
enable();}

1．4串口數據的發(fā)送和接收：

當串口需要發(fā)送數據時(shí)，只要將待發(fā)送的數據以字符串的形式依次寫(xiě)入基地址中即可。當接收數據時(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(xiě)入20H到地址20H即可，如果中斷號大于8，還要向從片8259寫(xiě)入20H到地址A0H。

2 串口的硬件設計

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(xiàn)直接連接標準RS232端口。若距離較遠，需附加調制解調器（MODEM）。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線(xiàn)制接法，即地、接收數據和發(fā)送數據三腳相連，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(xiàn)直接連接標準RS232端口。若距離較遠，需附加調制解調器（MODEM）。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線(xiàn)制接法，即地、接收數據和發(fā)送數據三腳相連，只需要如圖2進(jìn)行連接即可。

3 結束語(yǔ)：

本文較全面介紹了基于PC/104的多串口卡的通訊軟件的設計，提出了串口通訊應注意的問(wèn)題，并將此串口通訊軟件應用在大慶油田的數據采集系統中，系統工作穩定，可靠。