PC機與單片機的通訊
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就使用而言，RS-232也確實有其優(yōu)勢：僅需3根線便可在兩個數(shù)字設(shè)備之間全雙工的傳送數(shù)據(jù)。不過，RS-232C的控制要比使用并行通訊的打印機接口更難于控制。RS-232C使用了遠較并行口更多的寄存器。這些寄存器用來實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的傳送及RS-232C設(shè)備之間的握手與流量控制。本文將分別描述PC機及單片機MCS-51的串行通訊的原理及具體的軟件設(shè)計。
RS-232C介紹與PC硬件
使用查詢方法的串行通訊程序設(shè)計
使用中斷的串行通訊程序設(shè)計
MCS-51串行通訊
關(guān)于RS485
（1）RS-232C介紹與PC硬件:
RS-232C使用-3到-25V表示數(shù)字“1”，使用3V到25V表示數(shù)字“0”，RS-232C在空閑時處于邏輯“1”狀態(tài)，在開始傳送時，首先產(chǎn)生一起始位，起始位為一個寬度的邏輯“0”，緊隨其后為所要傳送的數(shù)據(jù)，所要傳送的數(shù)據(jù)有最低位開始依此送出，并以一個結(jié)束位標志該字節(jié)傳送結(jié)束，結(jié)束位為一個寬度的邏輯“1”狀態(tài)。
PC機一般使用8250或16550作為串行通訊的控制器，使用9針或25針的接插件將串行口的信號送出。
該插座的信號定義如下：
DB-25DB-9信號名稱方向含 義
23TXD輸出數(shù)據(jù)發(fā)送端
32RXD輸入數(shù)據(jù)接收端
47RTS輸出請求發(fā)送（計算機要求發(fā)送數(shù)據(jù)）
58CTS輸入清除發(fā)送（MODEM準備接收數(shù)據(jù)）
66DSR輸入數(shù)據(jù)設(shè)備準備就緒
75SG-信號地
81DCD輸入數(shù)據(jù)載波檢測
204DTR輸出數(shù)據(jù)終端準備就緒（計算機）
229RI輸入響鈴指示
以上信號在通訊過程之中可能會被全部或部分使用，最簡單的通訊僅需TXD及RXD及SG即可完成，其他的握手信號可以做適當處理或直接懸空，至于是否可以懸空這視乎你的通訊軟件。比如說，如果使用DOS所提供的BIOS通訊驅(qū)動程序，那么，這些握手信號則需要做如下處理，因為BIOS的通訊驅(qū)動使用了這些信號。如果使用自己編寫的串行驅(qū)動程序則可以完全不使用這些握手信號（詳見下面有關(guān)章節(jié)）。
PC機一般使用8250或16550的作為串行通訊控制器，8250及16550的管腳排列如下：
8250（16550）的寄存器如下表所示：
基地址讀/寫寄存器縮寫注 釋
0Write-發(fā)送保持寄存器（DLAB=0）
0Read-接收數(shù)據(jù)寄存器（DLAB=0）
0Read/Write-波特率低八位（DLAB=1）
1Read/WriteIER中斷允許寄存器
1Read/Write-波特率高八位（DLAB=1）
2ReadIIR中斷標識寄存器
2WriteFCRFIFO控制寄存器
3Read/WriteLCR線路控制寄存器
4Read/WriteMCRMODEM控制寄存器
5ReadLSR線路狀態(tài)寄存器
6ReadMSRMODEM狀態(tài)寄存器
7Read/Write-Scratch Register
PC機支持1-4個串行口，即COM1-COM4，其基地址在BIOS數(shù)據(jù)區(qū)0000：0400-0000：0406中描述，對應(yīng)地址分別為3F8/2F8/3E8/2E8，COM1及COM3使用PC機中斷4，COM2及COM4使用中斷3。
在上表中，8250共有12個寄存器，使用了8個地址，其中部分寄存器共用一個地址，由DLAB=0/1來區(qū)分，在DLAB=1用于設(shè)定通訊所需的波特率。常用的波特率參數(shù)見下表：
速率（BPS）波特率高八位波特率低八位
5009h00h
30001h80h
60000hC0h
240000h30h
480000h18h
960000h0Ch
1920000h06h
3840000h03h
5760000h02h
11520000h01h
以下幾個表格為8250的寄存器的功能描述：
中斷允許寄存器（IER）：
位注 釋
7未使用
6未使用
5進入低功耗模式（16750）
4進入睡眠模式（16750）
3允許MODEM狀態(tài)中斷
2允許接收線路狀態(tài)中斷
1允許發(fā)送保持器空中斷
0允許接收數(shù)據(jù)就緒中斷
Bit0置1將允許接收到數(shù)據(jù)時產(chǎn)生中斷，Bit1置1時允許發(fā)送保持寄存器空時產(chǎn)生中斷，Bit2置1將在LSR變化時產(chǎn)生中斷，相應(yīng)的Bit3置位將在MSR變化時產(chǎn)生中斷。
中斷識別寄存器（IIR）：
位注 釋
Bit6:7=00無FIFO
Bit6:7=01允許FIFO，但不可用
Bit6:7=11允許FIFO
Bit5允許64字節(jié)FIFO（16750）
Bit4未使用
Bit316550超時中斷
Bit2:1=00MODEM狀態(tài)中斷（CTS/RI/DTR/DCD）
Bit2:1=01發(fā)送保持寄存器空中斷
Bit2:1=10接收數(shù)據(jù)就緒中斷
Bit2:1=11接收線路狀態(tài)中斷
Bit0=0有中斷產(chǎn)生
Bit0=1無中斷產(chǎn)生
IIR為只讀寄存器，Bit6:7用來指示FIFO的狀態(tài)，均為0時則無FIFO，此時為8250或16450芯片，為01時有FIFO但不可以使用，為11時FIFO有效并可以正常工作。Bit3用來指示超時中斷（16550/16750）。
Bit0用來指示是否有中斷發(fā)生，Bit1:2標識具體的中斷類型，這些中斷具有不同的優(yōu)先級別，其中LSR中斷級別最高，其次是數(shù)據(jù)就緒中斷，然后是發(fā)送寄存器空中斷，而MSR中斷級別最低。
FIFO控制寄存器（FCR）：
位注 釋
Bit7:6=001Byte產(chǎn)生中斷
Bit7:6=014Byte產(chǎn)生中斷
Bit7:6=108Byte產(chǎn)生中斷
Bit7:6=1114Byte產(chǎn)生中斷
Bit5允許64字節(jié)FIFO
Bit4未使用
Bit3DMA模式選擇
Bit2清除發(fā)送FIFO
Bit1清除接收FIFO
Bit0允許FIFO
FCR可寫但不可以讀，該寄存器用來控制16550或16750的FIFO寄存器。Bit0置1將允許發(fā)送/接收的FIFO工作，Bit1和Bit2置1分別用來清除接收及發(fā)送FIFO。清除接收及發(fā)送FIFO并不影響移位寄存器。Bit1:2可自行復(fù)位，因此無需使用軟件對其清零。Bit6:7用來設(shè)定產(chǎn)生中斷的級別，發(fā)送/接收中斷將在發(fā)送/接收到對應(yīng)字節(jié)數(shù)時產(chǎn)生。
線路控制寄存器（LCR）：
位注 釋
Bit7=1允許訪問波特率因子寄存器
Bit7=0允許訪問接收/發(fā)送及中斷允許寄存器
Bit6設(shè)置間斷，0-禁止，1-設(shè)置
Bit5:3=XX0無校驗
Bit5:3=001奇校驗
Bit5:3=011偶校驗
Bit5:3=101奇偶保持為1
Bit5:3=111奇偶保持為0
Bit2=01位停止位
Bit2=12位停止位（數(shù)據(jù)位6-8位），1.5位停止位（5位數(shù)據(jù)位）
Bit1:0=005位數(shù)據(jù)位
Bit1:0=016位數(shù)據(jù)位
Bit1:0=107位數(shù)據(jù)位
Bit1:0=118位數(shù)據(jù)位
LCR用來設(shè)定通訊所需的一些基本參數(shù)。Bit7為1指定波特率因子寄存器有效，為0則指定發(fā)送/接收及IER有效。Bit6置1會將發(fā)送端置為0，這將會使接收端產(chǎn)生一個“間斷”。Bit3-5用來設(shè)定是否使用奇偶校驗以及奇偶校驗的類型，Bit3=1時使用校驗，Bit4為0則為奇校驗，1為偶校驗，而Bit5則強制校驗為1或0，并由Bit4決定具體為0或1。Bit2用來設(shè)定停止位的長度，0表示1位停止位，為1則根據(jù)數(shù)據(jù)長度的不同使用1.5-2位停止位。Bit0:1用來設(shè)定數(shù)據(jù)長度。
MODEM控制寄存器（MCR）：
位注 釋
Bit7未使用
Bit6未使用
Bit5自動流量控制（僅16750）
Bit4環(huán)路測試
Bit3輔助輸出2
Bit2輔助輸出1
Bit1設(shè)置RTS
Bit0設(shè)置DSR
MCR寄存器可讀可寫，Bit4=1進入環(huán)路測試模式。Bit3-0用來控制對應(yīng)的管腳。
線路狀態(tài)寄存器（LSR）：
位注 釋
Bit7FIFO中接收數(shù)據(jù)錯誤
Bit6發(fā)送移位寄存器空
Bit5發(fā)送保持寄存器空
Bit4間斷
Bit3幀格式錯
Bit2奇偶錯
Bit1超越錯
Bit0接收數(shù)據(jù)就緒
LSR為只讀寄存器，當發(fā)生錯誤時Bit7為1，Bit6為1時標示發(fā)送保持及發(fā)送移位寄存器均空，Bit5為1時標示僅發(fā)送保持寄存器空，此時，可以由軟件發(fā)送下一數(shù)據(jù)。當線路狀態(tài)為0時Bit4置位為1，幀格式錯時Bit3置位為1，奇偶錯和超越錯分別將Bit2及Bit1置位為1。Bit0置位為1表示接收數(shù)據(jù)就緒。
MODEM狀態(tài)寄存器（MSR）：
位注 釋
Bit7載波檢測
Bit6響鈴指示
Bit5DSR準備就緒
Bit4CTS有效
Bit3DCD已改變
Bit2RI已改變
Bit1DSR已改變
Bit0CTS已改變
MSR寄存器的高4位分別對應(yīng)MODEM的狀態(tài)線，低4位表示MODEM的狀態(tài)線是否發(fā)生了變化。
以上我們詳細介紹了PC機的串行通訊硬件環(huán)境，以下將分別給出使用查詢及中斷驅(qū)動的方法編寫的串行口驅(qū)動程序。這些程序僅使用RXD/TXD，無需硬件握手信號。
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