DOS下的串口通讯

第一篇：DOS下的串口通讯

摘要: 本文说明了异步串行通信(RS-232)的工作方式，探讨了查询和中断两种软件接口利弊，并给出两种方式的C语言源程序的I/O通道之一，以最简单方式组成的串行双工线路只需两条信号线和一条公共地线，因此串行通信既有线路简单的优点同时也有它的缺点，即通信速率无法同并行通信相比，实际上EIA RS-232C在标准条件下的最大通信速率仅为20Kb/S。尽管如此，大多数外设都提供了串行口接口，尤其在工业现场RS-232C的应用更为常见。IBM PC及兼容机系列都有RS-232的适配器，操作系统也提供了编程接口，系统接口分为DOS功能调用和BIOS功能调用两种：DOS INT 21H的03h和04h号功能调用为异步串行通信的接收和发送功能；而BIOS INT 14H有4组功能调用为串行通信服务，但DOS和BIOS功能调用都需握手信号，需数根信号线连接或彼此间互相短接，最为不便的是两者均为查询方式，不提供中断功能，难以实现高效率的通信程序，为此本文采用直接访问串行口硬件端口地址的方式，用C语言编写了串行通信查询和中断两种方式的接口程序。

1.串行口工作原理
微机串行通信采用EIA RS-232C标准，为单向不平衡传输方式，信号电平标准±12V，负逻辑，

即逻辑1(MARKING)表示为信号电平-12V，逻辑0(SPACING)表示为信号电平+12V，最大传送距离15米，最大传送速率19.2K波特，其传送序列如图1，平时线路保持为1，传送数据开始时，先送起始位(0),然后传8(或7，6，5)个数据位(0，1)，接着可传1位奇偶校验位，最后为1～2个停止位(1)，由此可见，传送一个ASCII字符(7位)，加上同步信号最少需9位数据位。
@@T8S12300.GIF;图1@@
串行通信的工作相当复杂，一般采用专用芯片来协调处理串行数据的发送接收，称为通用异步发送/接收器(UART)，以节省CPU的时间，提高程序运行效率，IBM PC系列采用8250 UART来处理串行通信。
在BIOS数据区中的头8个字节为4个UART的端口首地址，但DOS只支持2个串行口：COM1(基地址0040：0000H)和COM2(基地址0040：0002H)。8250 UART共有10个可编程的单字节寄存器，占用7个端口地址，复用地址通过读/写操作和线路控制寄存器的第7位来区分。这10个寄存器的具体功能如下：
COM1(COM2) 寄存器
端口地址功能 DLAB状态

3F8H(2F8H) 发送寄存器(写) 0
3F8H(2F8H) 接收寄存器(读) 0
3F8H(2F8H) 波特率因子低字节 1海量搜索
3F9H(2F9H) 波特率因子高字节 1
3F9H(2F9H) 中断允许寄存器 0
3FAH(2FAH) 中断标志寄存器
3FBH(2FBH) 线路控制寄存器
3FCH(2FCH) MODEM控制寄存器
3FDH(2FDH) 线路状态寄存器
3FEH(2FEH) MODEM状态寄存器
注：DLAB为线路控制寄存器第七位在编写串行通信程序时，若采用低级方式，只需访问UART的这10个寄存器即可，相对于直接控制通信的各个参量是方便可靠多了。其中MODEM控制/状态寄存器用于调制解调器的通信控制，一般情况下不太常用；中断状态/标志寄存器用于中断方式时的通信控制，需配合硬件中断控制器8259的编程；波特率因子高/低字节寄存器用于初始化串行口时通信速率的设定；线路控制/状态寄存器用于设置通信参

数，反映当前状态；发送/接收寄存器通过读写操作来区分，不言而喻用于数据的发送和接收。
UART可向CPU发出一个硬件中断申请，此中断信号接到中断控制器8259，其中COM1接IRQ4(中断OCH)，COM2接IRQ3(中断OBH)。用软件访问8259的中断允许寄存器(地址21H)来设置或屏蔽串行口的中断，需特别指出的是，设置中断方式串行通信时，MODEM控制寄存器的第三位必须置1，此时CPU才能响应UART中断允许寄存器许可的任何通信中断。

线路控制寄存器器和线路状态寄存器各位说明：

线路控制寄存器（LCR）用来存放串口传送的二进制位串行数据格式，LCR是一个8位寄存器，各位的定义如下：d0d1是字长选择位，若d0d1=00，传送的字长为5位；d0d1=01时字长为6；d0d1=10时字长为7；d0d1=11时字长为8。d2位是停止位选择，，d2=0时停止位为1位；d2=1时停止位为1.5位。d3位是校验有效位，d3=0时校验有效；d3=1时校验无效。d4是校验类型位，d4=0时进行奇校验；d4=1时进行偶校验。d7位（DLAB）是锁定特率发生器位，d7=1时访问波特率因子寄存器；d7=0时访问其它寄存器。

线路状态寄存器（LSR）用于记录串行数据发送和接收过程的状态信息，CPU可在集体时候读取这些信息。该寄存器的状态位如表2所列。

表2 TL16C750寄存器的状态位

LSR的各位	1	0
d0接收完成标成	接收完毕	读后复位
d1接收重叠标志	发生重叠	读后复位
d2奇偶校验错标志	上海航天冰箱奇偶校验错	读后复位
d3格式错标志	渗透率单位接收有错	接收无误
d4间断标志	连续收到0	未间断
d5发缓冲器空标志	THR已空	写THR复位
d6发移位寄存器空标志	已空	未空
d7接收器FIFO出错	FIFO有错	FIFO无错

8250的控制寄存器控制/状态字：

1、中断允许寄存器(IER)
7 6 5 4 3 2 1 0
Bit7:未使用；
Bit6:未使用；
Bit5:进入低功耗模式（对于16750芯片有效）；
Bit4:进入睡眠模式（对于16750芯片有效）；
Bit3:允许MODEM状态中断；（为1允许，为0禁止）
Bit2:允许接收线路状态中断；（为1允许，为0禁止）
Bit1:海布圣地城允许发送保持器空中断；（为1允许，为0禁止）
Bit0:允许接收数据就绪中断；（为1允许，为0禁止）

2、中断识别寄存器
　为注释
Bit6;7=00 无FIFO

Bit6;7=01 　允许FIFO，但不可用
　Bit6;7=11 允许漫威关闭电视部门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
Bit0=0 有中断产生

Bit0=1 无中断产生

3、 FIFO控制寄存器（FCR）
FCR可写但不可读，该寄存器用于控制16550或16750芯片的FIFO寄存器

4、线路控制寄存器（LCR）
LCR用于设置通讯所需的一些参数

位   　注释
Bit7=1 允许访问波特率因子寄存器
Bit=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
Bit5,4,3=xx0   无校验
Bit5,4,3=001   奇校验
Bit5,4,3=011   偶校验
Bit5,4,3=101   奇偶保持为1
马绿家Bit5,4,3=111 奇偶保持为0
Bit2=0 一位停止位
Bit2=1 二位停止位（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

5、 MODEM控制器（MCR）
MCR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
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

本文发布于:2024-09-23 19:17:30，感谢您对本站的认可！

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