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語言進行編程，可以方便的移植到其他的平臺上。

關 鍵 字：串行通訊；PC104；

0引 言

目前，最先進的嵌入式工業計算機PC/l04，以其優良的品質、高可靠性及模塊化，廣泛應用于工業控制、航空航天、軍事、醫療、消防設備、智能儀器儀表、導航、通訊、數控、自動化生產設備的數據采集、便攜式計算機等領域。而在實際的應用中，有時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。這樣必須實現PC機與PC104之間的通訊，在通常實時性要求不高，數據量不大的情況下，可以采用串口進行通訊，但通常一般的PC機只配有兩個串口，在控制領域有時候是不夠的，而基于PC/104結構的嵌入式系統可以根據實際的要求通過簡單的搭積木的方法進行配置，其功能模塊比較豐富，當進行多串口控制時可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴展4~6個串口）。

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16C550），每個通道有獨立的16字節接收緩沖器和16字節發送緩沖器，可以達到更高的通訊速率而無需占用過多的CPU資源，并且每個串口可配制成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為編譯環境進行設計多串口通訊軟件的設計。程序框圖見圖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（線路設置寄存器）的高位寫入1，然后在設置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫入的數據為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個數據位,一個停止位,奇校驗
outportb(com_X+4,0x0b);//允許將中斷信號送到系統總線
outportb(com_X+1,0x01);}//允許接收產生中斷

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生中斷，發送不產生中斷。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，設置主片8259的IMR(中斷屏蔽寄存器)。當中斷為8以上時，要設置從片的8259的IMR。

代碼如下：

void OpenInterrupt(unsigned char IntNum)//開中斷
{
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，進行跳線設計。

1．3串口通訊的中斷向量設置：

當中斷小于8時，中斷向量地址為中斷號加8，當中斷大于8時，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時是串口的初始化，為0時是恢復系統狀態
{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串口數據的發送和接收：

當串口需要發送數據時，只要將待發送的數據以字符串的形式依次寫入基地址中即可。當接收數據時，由于每接收到一個字符便產生一個中斷，因此要在中斷服務子程序的最后向8259寫入20H到地址20H即可，如果中斷號大于8，還要向從片8259寫入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(12m)，可以用電纜線直接連接標準RS232端口。若距離較遠，需附加調制解調器（MODEM）。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數據和發送數據三腳相連，只需要如圖2進行連接即可。

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(12m)，可以用電纜線直接連接標準RS232端口。若距離較遠，需附加調制解調器（MODEM）。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數據和發送數據三腳相連，只需要如圖2進行連接即可。

3 結束語：

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。