來源：河北工業大學 作者：葛磊蛟，毛一之，李歧，高婧嬙

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的可靠性Ⅲ。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勢。同時RS232標準廣泛應用于微型計算機系統和大型系統中，RS232標準還具有連線簡單、通訊距離長等優點，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據標準。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機與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口嗍。現在的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

1.3串口連接器的連接方式

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，根據連接的針數，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）循環握手回送方式。本文開發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 C語言串口通信軟件實現

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送到第2引腳而送到同一串行端}1的輸入緩沖區，即可將數據讀入，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，須附加調制解調器（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

2.2.1串口通信軟件流程圖

圖2數據通信的流程圖

2.2.2 C語言函數具體實現串口通信軟件過程

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，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，便暫停執行的工作，轉向中斷服務子程序，與外設進行數據的交換，數據交換完成后返回到主程序中的斷點繼續執行未完成的任務，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語言函數庫中的尋址函數outportb（）和函數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，這樣即可實現中斷方式的通信。根據圖2的串口通信流程圖，其具體實現串口通信的過程如下：

1）初始化串口函數。

參數說明：

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 數據位

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設置數據位。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設置輸入數據中斷模式*/

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。

該函數引入遞歸調用的方式，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;//確定對方已經成功接受或者發送，就返回空

else

{

SendChar（ch）；//把接受或者發送出去的字符重新發送；

wait（ch）； //遞歸調用，直到對方確定接受或者發送成功為止；

）

）

3）向串行口發送一個字符

該函數的思想是先申請占有中斷，后進行發送數據通信；

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）；//檢查發送端數據線是否準備好

outportb（comportaddr，Char://發送數據到緩沖區

return（Char）；//返回發送完成的字符

}

4）從串行口接受一個字符

該函數的思想是先取得中斷控制，后面進行接收數據通信；

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）；//檢查接收端數據線是否準備好

return（inportb（pONt）；//從接收數據緩沖區取數據

}

3 實例

在企業產品測試平臺和嵌入式控制系統之間，約定通信雙方的協議相同，首先嵌入式EMB主控機通過串El把控制消息發送給產品測試平臺，讓產品測試平臺根據發送來的指令進行相關操作：同時在產品測試平臺上的測試結果信息，測試每個單項目的相關信息也通過串口傳輸數據到嵌入式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，通過網絡上傳到Server，Server把企業所有生產線的嵌入式EMB主控機發送來的信息進行整理和分析，在企業資源管理系統ERP上共享，讓企業的高級管理人員實時監視企業生產的進行情況，大大提高企業的辦公效率，其整體工作原理圖如圖3所示。

圖3企業生產整體工作原理圖

4結論

本文所闡述的RS232串口通信軟件，在具體實踐中結合功能需要，綜合考慮復雜程度、靈活性等因素，選擇了合適的方法，實現了串口通信過程，同時在產品測試平臺和嵌入式控制系統之間，該軟件得到了充分的應用，有效地提升了企業的生產工作效率。

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