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| DOS开发编程 & 发展交流 (开发室) » MS-DOS下如何编程控制RS232串口详细资料及源程序 |
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| 第1楼 BA_WANG_MAO | 发表于 2007-09-12 15:56 |
| 初级用户 发帖 13 积分 147 | |
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MS-DOS下如何编程控制RS232串口详细资料及源程序 PC机与单片机的通讯
大多数的电脑设备都具有RS-232C接口,尽管它的性能指标并非很好。在广泛的市场支持下依然常胜不衰。就使用而言,RS-232也确实有其优势:仅需3根线便可在两个数字设备之间全双工的传送数据。不过,RS-232C的控制要比使用并行通讯的打印机接口更难于控制。RS-232C使用了远较并行口更多的寄存器。这些寄存器用来实现串行数据的传送及RS-232C设备之间的握手与流量控制。本文将分别描述PC机及单片机MCS-51的串行通讯的原理及具体的软件设计。 (1)RS-232C介绍与PC硬件 RS-232C使用-3到-25V表示数字“1”,使用3V到25V表示数字“0”,RS-232C在空闲时处于逻辑“1”状态,在开始传送时,首先产生一起始位,起始位为一个宽度的逻辑“0”,紧随其后为所要传送的数据,所要传送的数据有最低位开始依此送出,并以一个结束位标志该字节传送结束,结束位为一个宽度的逻辑“1”状态。 PC机一般使用8250或16550作为串行通讯的控制器,使用9针或25针的接插件将串行口的信号送出。该插座的信号定义如下: DB-25 DB-9 信号名称 方向 含义 2 3 TXD 输出 数据发送端 3 2 RXD 输入 数据接收端 4 7 RTS 输出 请求发送(计算机要求发送数据) 5 8 CTS 输入 清除发送(MODEM准备接收数据) 6 6 DSR 输入 数据设备准备就绪 7 5 SG - 信号地 8 1 DCD 输入 数据载波检测 20 4 DTR 输出 数据终端准备就绪(计算机) 22 9 RI 输入 响铃指示 以上信号在通讯过程之中可能会被全部或部分使用,最简单的通讯仅需TXD及RXD及SG即可完成,其他的握手信号可以做适当处理或直接悬空,至于是否可以悬空这视乎你的通讯软件。比如说,如果使用DOS所提供的BIOS通讯驱动程序,那么,这些握手信号则需要做如下处理,因为BIOS的通讯驱动使用了这些信号。如果使用自己编写的串行驱动程序则可以完全不使用这些握手信号(详见下面有关章节)。 PC机一般使用8250或16550的作为串行通讯控制器,8250及16550的管脚排列如下: 8250(16550)的寄存器如下表所示: 基地址 读/写 寄存器缩写 注释 0 Write - 发送保持寄存器(DLAB=0) 0 Read - 接收数据寄存器(DLAB=0) 0 Read/Write - 波特率低八位(DLAB=1) 1 Read/Write IER 中断允许寄存器 1 Read/Write - 波特率高八位(DLAB=1) 2 Read IIR 中断标识寄存器 2 Write FCR FIFO控制寄存器 3 Read/Write LCR 线路控制寄存器 4 Read/Write MCR MODEM控制寄存器 5 Read LSR 线路状态寄存器 6 Read MSR MODEM状态寄存器 7 Read/Write - Scratch Register PC机支持1-4个串行口,即COM1-COM4,其基地址在BIOS数据区0000:0400-0000:0406中描述,对应地址分别为3F8/2F8/3E8/2E8,COM1及COM3使用PC机中断4,COM2及COM4使用中断3。 在上表中,8250共有12个寄存器,使用了8个地址,其中部分寄存器共用一个地址,由DLAB=0/1来区分,在DLAB=1用于设定通讯所需的波特率。常用的波特率参数见下表: 速率(BPS) 波特率高八位 波特率低八位 50 09h 00h 300 01h 80h 600 00h C0h 2400 00h 30h 4800 00h 18h 9600 00h 0Ch 19200 00h 06h 38400 00h 03h 57600 00h 02h 115200 00h 01h 以下几个表格为8250的寄存器的功能描述: 中断允许寄存器(IER): 位 注释 7 未使用 6 未使用 5 进入低功耗模式(16750) 4 进入睡眠模式(16750) 3 允许MODEM状态中断 2 允许接收线路状态中断 1 允许发送保持器空中断 0 允许接收数据就绪中断 Bit0置1将允许接收到数据时产生中断,Bit1置1时允许发送保持寄存器空时产生中断,Bit2置1将在LSR变化时产生中断,相应的Bit3置位将在MSR变化时产生中断。 中断识别寄存器(IIR): 位 注释 Bit6:7=00 无FIFO Bit6:7=01 允许FIFO,但不可用 Bit6:7=11 允许FIFO Bit5 允许64字节FIFO(16750) Bit4 未使用 Bit3 16550超时中断 Bit2:1=00 MODEM状态中断(CTS/RI/DTR/DCD) Bit2:1=01 发送保持寄存器空中断 Bit2:1=10 接收数据就绪中断 Bit2:1=11 接收线路状态中断 Bit0=0 有中断产生 Bit0=1 无中断产生 IIR为只读寄存器,Bit6:7用来指示FIFO的状态,均为0时则无FIFO,此时为8250或16450芯片,为01时有FIFO但不可以使用,为11时FIFO有效并可以正常工作。Bit3用来指示超时中断(16550/16750)。 Bit0用来指示是否有中断发生,Bit1:2标识具体的中断类型,这些中断具有不同的优先级别,其中LSR中断级别最高,其次是数据就绪中断,然后是发送寄存器空中断,而MSR中断级别最低。 FIFO控制寄存器(FCR): 位 注释 Bit7:6=00 1Byte产生中断 Bit7:6=01 4Byte产生中断 Bit7:6=10 8Byte产生中断 Bit7:6=11 14Byte产生中断 Bit5 允许64字节FIFO Bit4 未使用 Bit3 DMA模式选择 Bit2 清除发送FIFO Bit1 清除接收FIFO Bit0 允许FIFO FCR可写但不可以读,该寄存器用来控制16550或16750的FIFO寄存器。Bit0置1将允许发送/接收的FIFO工作,Bit1和Bit2置1分别用来清除接收及发送FIFO。清除接收及发送FIFO并不影响移位寄存器。Bit1:2可自行复位,因此无需使用软件对其清零。Bit6:7用来设定产生中断的级别,发送/接收中断将在发送/接收到对应字节数时产生。 线路控制寄存器(LCR): 位 注释 Bit7=1 允许访问波特率因子寄存器 Bit7=0 允许访问接收/发送及中断允许寄存器 Bit6 设置间断,0-禁止,1-设置 Bit5:3=XX0 无校验 Bit5:3=001 奇校验 Bit5:3=011 偶校验 Bit5:3=101 奇偶保持为1 Bit5:3=111 奇偶保持为0 Bit2=0 1位停止位 Bit2=1 2位停止位(数据位6-8位),1.5位停止位(5位数据位) Bit1:0=00 5位数据位 Bit1:0=01 6位数据位 Bit1:0=10 7位数据位 Bit1:0=11 8位数据位 LCR用来设定通讯所需的一些基本参数。Bit7为1指定波特率因子寄存器有效,为0则指定发送/接收及IER有效。Bit6置1会将发送端置为0,这将会使接收端产生一个“间断”。Bit3-5用来设定是否使用奇偶校验以及奇偶校验的类型,Bit3=1时使用校验,Bit4为0则为奇校验,1为偶校验,而Bit5则强制校验为1或0,并由Bit4决定具体为0或1。Bit2用来设定停止位的长度,0表示1位停止位,为1则根据数据长度的不同使用1.5-2位停止位。Bit0:1用来设定数据长度。 MODEM控制寄存器(MCR): 位 注释 Bit7 未使用 Bit6 未使用 Bit5 自动流量控制(仅16750) Bit4 环路测试 Bit3 辅助输出2 Bit2 辅助输出1 Bit1 设置RTS Bit0 设置DSR MCR寄存器可读可写,Bit4=1进入环路测试模式。Bit3-0用来控制对应的管脚。 线路状态寄存器(LSR): 位 注释 Bit7 FIFO中接收数据错误 Bit6 发送移位寄存器空 Bit5 发送保持寄存器空 Bit4 间断 Bit3 帧格式错 Bit2 奇偶错 Bit1 超越错 Bit0 接收数据就绪 LSR为只读寄存器,当发生错误时Bit7为1,Bit6为1时标示发送保持及发送移位寄存器均空,Bit5为1时标示仅发送保持寄存器空,此时,可以由软件发送下一数据。当线路状态为0时Bit4置位为1,帧格式错时Bit3置位为1,奇偶错和超越错分别将Bit2及Bit1置位为1。Bit0置位为1表示接收数据就绪。 MODEM状态寄存器(MSR): 位 注释 Bit7 载波检测 Bit6 响铃指示 Bit5 DSR准备就绪 Bit4 CTS有效 Bit3 DCD已改变 Bit2 RI已改变 Bit1 DSR已改变 Bit0 CTS已改变 MSR寄存器的高4位分别对应MODEM的状态线,低4位表示MODEM的状态线是否发生了变化。 以上我们详细介绍了PC机的串行通讯硬件环境,以下将分别给出使用查询及中断驱动的方法编写的串行口驱动程序。这些程序仅使用RXD/TXD,无需硬件握手信号。 (2)使用查询方法的串行通讯程序设计 使用查询方式的通讯程序适合9600bps以下的应用。 (3)使用中断的串行通讯程序设计 该程序由两部分组成,serial.c及sercom.c,sercom.c为通讯的底层驱动,使用中断的串行通讯程序可以工作到115.2Kbps. (4)MCS-51串行通讯: MCS-51的串行口使用起来非常简单,因为MCS-51单片机的串行口没有与MODEM控制相关的信号。这使得51的通讯口非常易于使用。使用查询方式时,仅需初始化有关的寄存器即可。演示程序如下: 使用查询的程序可以做到多高的波特率取决于主程序的工作量,使用中断方式的通讯驱动程序在使用11.0592MHz晶振时可以达到57.6Kbps的速率。 (5)关于RS485 以上几个方面详细介绍了PC及MCS-51的RS-232C的串行通讯程序的设计方法,RS-485与RS-232C相类似,其区别在于使用双端平衡驱动及半双工模式,这些措施使RS-485传输距离更远,同时,RS-485还可以组网。在同一个RS-485网络中,可以多达32个模块,某些器件可以多达256个甚至更多。相应的,RS-485具有接收/发送控制端,RS-485的接收控制端可以在需要接收的时候打开或者一直打开以便无条件的接收线路上的数据。RS-485的发送控制端仅在需要发送时打开,平时应关端发送器,因为在同一RS-485网络中在同一时刻仅允许一个发送器工作。在数据发送完成后关闭发送器。这可以通过以下两种方法实现。 一、在数据完全移出后,对于PC机为发送移位寄存器空,对于MCS-51为TI置位。这些调件既可使用查询的方法得到,也可以在中断程序中实现。 二、将RS-485的接收器始终打开,这样一来,所有在RS-485上的数据均被接收回来,包括自己发送出去的数据。因此,当自己发送的数据完全被自己接收回来时即可关闭发送器。原则上说,这一方法无论是查询或中断方式都适用,但实际上,由于RS-485的数据通常打包后发送,因此,使用查询的方法并不理想。这一方法非常适合中断方式,尤其是以数据包传送的RS-485通讯。 |
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| 第2楼 dustyair | 发表于 2007-09-29 21:39 |
| 新手上路 发帖 2 积分 4 | |
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不错 最近正在做rs232的东西,受教,谢谢
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| 第3楼 DLOVER | 发表于 2008-01-20 20:20 |
| 新手上路 发帖 3 积分 6 | |
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thanks
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| 第4楼 cmangel | 发表于 2008-08-28 23:15 |
| 新手上路 发帖 2 积分 4 | |
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谢谢,太感谢了,偶是新手,嘻嘻
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| 第5楼 qunce | 发表于 2008-09-22 18:18 |
| 初级用户 发帖 13 积分 31 | |
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不错不错,带回家研究研究
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| 第6楼 windowsvesta | 发表于 2008-09-24 13:20 |
| 初级用户 发帖 67 积分 138 来自 云南 | |
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Good!
[ Last edited by windowsvesta on 2008-9-24 at 01:22 PM ] |
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| 第7楼 586486 | 发表于 2008-12-10 08:42 |
| 初级用户 发帖 13 积分 24 | |
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太好了,很实用,谢谢了。
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| 第8楼 lvoids | 发表于 2008-12-28 13:12 |
| 新手上路 发帖 4 积分 8 | |
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强人,学习了
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| 第9楼 netwinxp | 发表于 2008-12-28 19:27 |
| 高级用户 发帖 366 积分 741 | |
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设计PC与单片机通讯的难点不在PC端,而是在单片机端,用电流环的方法从实践上看不是很好(特别是PC机设计成用中断方式而不是轮询方式工作的情况),但如果用传统232接口的话,那么供电要求是正负12伏显然很难满意,所以通常用带升压模块的232 IC(比如MAX232)来做接口比较合适。
***PS:在串口面临淘汰的如今,往USB发展才是一个趋势*** [ Last edited by netwinxp on 2008-12-28 at 19:29 ] |
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| 第10楼 Sufone | 发表于 2008-12-29 19:50 |
| 中级用户 发帖 124 积分 256 | |
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我曾做过单片机通过USB与PC连接的东东,但可惜的是超过5米数据就不再可靠,而RS232我曾试过180米左右,通讯照样OK
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| 第11楼 kevin0175 | 发表于 2009-01-15 23:50 |
| 初级用户 发帖 10 积分 24 | |
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Good Job!!
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| 第12楼 henrya2 | 发表于 2009-01-23 00:49 |
| 中级用户 发帖 171 积分 486 | |
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不错。。
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| 第13楼 njxst1982 | 发表于 2009-02-10 14:50 |
| 新手上路 发帖 4 积分 10 | |
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很实用,怪不得在dos下设备通讯的时候会没有回应,原来不用中断方式,只能到9200哦
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| 第14楼 cnvlen | 发表于 2009-04-17 01:45 |
| 新手上路 发帖 2 积分 4 | |
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好东西,做个标记,日后查看
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| 第15楼 influx | 发表于 2009-07-08 02:05 |
| 新手上路 发帖 7 积分 14 | |
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谢谢,太感谢了,偶是新手
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