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摘要：串口通信是一種廣泛使用且實用的通信方式，介紹RS232串行通信的聯(lián)結(jié)方式，研究利用c語言編程實現(xiàn)RS232串行通信的過程。結(jié)合實際應用，在約定雙方串行通信協(xié)議的基礎上，運用C語言開發(fā)的串行通信軟件，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品測試平臺和嵌入式EMB主控機的串行數(shù)據(jù)通信。 0前言 串行通信在通訊領域被廣泛應用，標準的RS232接口已成為計算機、外設、交換機和許多通訊設備的標準接口。雖然近年來隨著USE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。然而由于它具有較高的性價比和傳輸?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。同時RS232標準廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)和大型系統(tǒng)中，RS232標準還具有連線簡單、通訊距離長等優(yōu)點，本文將著熏介紹串口通信的連接方式以及利用C語言編程實現(xiàn)串口通訊，最后以實際的工程項目應用，驗證了該通訊方式的可靠性。 1 RS232串行接口 1.1 RS232接口簡介 RS232串行接口屬于個人計算機（PC）及電信應用領域中最為成功的串行數(shù)據(jù)標準。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準，是目前PC機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口嗍�，F(xiàn)在的Pc機一般至少有兩個串行口COMI和COM2.新一代的汁算機主要以9引腳的D型接頭接出所有的RS232通信信號及控制線（有的計算機的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 
串口連接器是兩個串行接口的連接器，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
2.1測試中的硬件設備。 2.1.1單機測試方式 如果單機僅僅擁有一個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引腳的輸出信號就會被發(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，進入測試過程。 如果單機擁有COMl和COM2口兩個RS232串口，那么請選擇1 3節(jié)表2中的串口連接方式，進入測試過程。 2.1.2近距離兩臺設備通信測試方式 如果要在兩臺PC計算機之間，一臺嵌入式系統(tǒng)主控機和一臺PC計算機之間，或者上位機和下位機之間進行串口通信，那么請選擇1.3節(jié)表2中的RS232串口方式連接兩臺設備，進入測試過程。 2.1.3遠距離兩臺通信測試方式 RS232標準規(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，須附加調(diào)制解調(diào)器（Modem）。其連接方式如圖1所示。
圖1 遠距離串口通信連接方式 2.2 C語言的串口通信軟件實現(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)具體實現(xiàn)串口通信軟件過程由于I/O串行通信口的速度遠遠低于CPU的速度，在查詢工作方式時，CPU長時間處于等待狀態(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，即當通信口自身準備就緒時，主動提出中斷申請，一旦CPU響應此申請，便暫停執(zhí)行的工作，轉(zhuǎn)向中斷服務子程序，與外設進行數(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繼續(xù)執(zhí)行未完成的任務，這樣就避免了CPU資源的浪費㈨。 為此必須對異步通信適配器以及中斷控制器進行控制。作為系統(tǒng)的外設，異步通信適配器和中斷控制器都有其對應的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（）對上述芯片進行直接讀寫操作。其控制包括對中斷控制器地址的編程，允許IRQ3，IRQ4中斷，同時置MODEM控制寄存器地址為有效，這樣即可實現(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（一般選擇0X0b） Baud 波特率 Data 數(shù)據(jù)位 STop 停止位 Parity 奇偶校驗位 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設置數(shù)據(jù)位。停止位。校驗*/ 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）設置MODEM控制位*/ outportb（ComPortAddr+4，0xob）； /*set input data ready interrupt mode設置輸入數(shù)據(jù)中斷模式*/ outportb（ComPortAddr+1，Ox01）； /*set OC interrupt vector設置中斷源*/ 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*/ } 2）握手信號控制。 該函數(shù)引入遞歸調(diào)用的方式，很好的解決了以往串口通信過程中，在握手信號方面選擇發(fā)送指定特定字符（例如“樣”）所帶來的誤傳送問題，大大提高了串口通信的成功率。 void wait（char ch） { if（ReceiveChar（COM232）==ch）return;//確定對方已經(jīng)成功接受或者發(fā)送，就返回空 else { SendChar（ch）；//把接受或者發(fā)送出去的字符重新發(fā)送； wait（ch）； //遞歸調(diào)用，直到對方確定接受或者發(fā)送成功為止； �。� �。� 3）向串行口發(fā)送一個字符 該函數(shù)的思想是先申請占有中斷，后進行發(fā)送數(shù)據(jù)通信； int SendChar（unsigned char Char） { do { printf（“send waiting>>>>>>>>>\n”）： //在屏幕上提示用戶正在等待中斷進行。 }while（（inportb（comportaddr+5）&0x20）==O）；//檢查發(fā)送端數(shù)據(jù)線是否準備好 outportb（comportaddr，Char://發(fā)送數(shù)據(jù)到緩沖區(qū) return（Char）；//返回發(fā)送完成的字符 } 4）從串行口接受一個字符 該函數(shù)的思想是先取得中斷控制，后面進行接收數(shù)據(jù)通信； int ReceiveChar（int port） { do{ printf（“receive waiting>>>>>>>>\n”）； ∥在屏幕上提示用戶正在等待中斷進行。 } while（（inportb（eomportaddr+5）&0x01）==0）；//檢查接收端數(shù)據(jù)線是否準備好 return（inportb（pONt）；//從接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)取數(shù)據(jù) } 3 實例 在企業(yè)產(chǎn)品測試平臺和嵌入式控制系統(tǒng)之間，約定通信雙方的協(xié)議相同，首先嵌入式EMB主控機通過串El把控制消息發(fā)送給產(chǎn)品測試平臺，讓產(chǎn)品測試平臺根據(jù)發(fā)送來的指令進行相關操作：同時在產(chǎn)品測試平臺上的測試結(jié)果信息，測試每個單項目的相關信息也通過串口傳輸數(shù)據(jù)到嵌入式EMB主控機；嵌入式EMB主控機把測試相關的有效信息進行整理后，通過網(wǎng)絡上傳到Server，Server把企業(yè)所有生產(chǎn)線的嵌入式EMB主控機發(fā)送來的信息進行整理和分析，在企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP上共享，讓企業(yè)的高級管理人員實時監(jiān)視企業(yè)生產(chǎn)的進行情況，大大提高企業(yè)的辦公效率，其整體工作原理圖如圖3所示。
圖3企業(yè)生產(chǎn)整體工作原理圖 4結(jié)論 本文所闡述的RS232串口通信軟件，在具體實踐中結(jié)合功能需要，綜合考慮復雜程度、靈活性等因素，選擇了合適的方法，實現(xiàn)了串口通信過程，同時在產(chǎn)品測試平臺和嵌入式控制系統(tǒng)之間，該軟件得到了充分的應用，有效地提升了企業(yè)的生產(chǎn)工作效率。 |
