C語言在測(cè)量和控制中的應(yīng)用資源第6章計(jì)算機(jī)串行通信.ppt

第6章計(jì)算機(jī)串行通信,哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院,C語言在測(cè)量與控制中的應(yīng)用系列課件,6.1概述,并行通訊：數(shù)據(jù)各位同時(shí)發(fā)送，數(shù)據(jù)線條數(shù)多，距離近,串行通訊：數(shù)據(jù)各位依次發(fā)送，數(shù)據(jù)線條數(shù)少，距離遠(yuǎn)。,D0D1D2D3D4D5D6D7,D0D1D2D3D4D5D6D7,11001001,發(fā)送,接收,10010011,同步與異步,同步通訊：收發(fā)雙方必須建立準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)，每個(gè)字符不加任何附加位連續(xù)發(fā)送。優(yōu)點(diǎn)：傳輸效率高缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。,異步通訊：發(fā)送一組數(shù)據(jù)稱為一幀，包括1位起始位，58位數(shù)據(jù)位，12位校驗(yàn)位，12位終止位。幀與幀之間的間隔長(zhǎng)度可以不確定。優(yōu)點(diǎn)：收發(fā)雙方不需要嚴(yán)格同步，每一幀發(fā)送時(shí)都要重新啟動(dòng)，定時(shí)的誤差不會(huì)積累。缺點(diǎn)：每一幀都要有起始、終止、校驗(yàn)信號(hào)，傳輸效率低。,單工與雙工,單工：一方只能發(fā)送，另一方只能接收。雙工：雙方都可以發(fā)送和接收。半雙工：某一時(shí)刻，只能一方發(fā)送另一方接收。全雙工：雙方都能同時(shí)發(fā)送和接收。,硬件握手和軟件握手（聯(lián)絡(luò)）硬件握手：利用專用聯(lián)絡(luò)線電平的高低，通知對(duì)方是否準(zhǔn)備好。軟件握手：用軟件發(fā)出規(guī)定的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。,6.3Intel8250可編程異步串行接口芯片,接收移位寄存器,接收數(shù)據(jù)寄存器,波特率時(shí)鐘發(fā)生器,波特率因子MSB波特率因子LSB,發(fā)送保持寄存器,發(fā)送移位寄存器,線路狀態(tài)寄存器線路控制寄存器,中斷允許寄存器中斷標(biāo)識(shí)寄存器,中斷控制邏輯,MODEM控制寄存器MODEM狀態(tài)寄存器,MODEM控制邏輯,數(shù)據(jù)I/O緩沖器,內(nèi)部總線,SIN,SOUT,D7D0,COM1與COM2的I/O端口地址,線路控制寄存器（8位）,D7=0:正常值；D7=1：尋址波特率因子寄存器,D6=0:正常值；D6=1：設(shè)置間斷，表明發(fā)送終止,D5D4D3000無校驗(yàn)位001奇校驗(yàn)011偶校驗(yàn)101恒1111恒0,D2=0:1位停止位D2=1:2位停止位,D1D000字符長(zhǎng)度為5位01字符長(zhǎng)度為6位10字符長(zhǎng)度為7位11字符長(zhǎng)度為8位,發(fā)送保持寄存器（只寫）,寫入要發(fā)送的字符（8位）。,發(fā)送移位寄存器將并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)送出。,接收移位寄存器將收到的串行數(shù)據(jù)變成并行數(shù)據(jù)。,接收數(shù)據(jù)寄存器（只讀）存放接收的字符，可供CPU讀。,波特率因子寄存器,波特率（每秒傳送位數(shù)）=1.8432MHz(波特率因子*16）,波特率MSBLSB11004H17H15003H00H30001H80H60000HC0H120000H60H180000H40H240000H30H360000H20H480000H18H720000H10H960000H0CH,中斷允許寄存器（只寫）,中斷標(biāo)識(shí)寄存器（只讀）中斷發(fā)生時(shí)指示產(chǎn)生中斷的中斷源,線路狀態(tài)寄存器（讀/寫）,D0：接收數(shù)據(jù)就緒。D1：超越錯(cuò)。D2：奇偶校驗(yàn)錯(cuò)。D3：幀格式錯(cuò)。D4：間斷錯(cuò)。D5：發(fā)送保持寄存器空。D6：發(fā)送移位寄存器空。D7：恒為0。,接收數(shù)據(jù)寄存器收到了一個(gè)完整的字符，CPU可以讀這個(gè)數(shù)據(jù)。,可以接收下一個(gè)要發(fā)送的字符，CPU可以寫數(shù)據(jù)。,6.4TurboC的串口通信函數(shù),intbioscom(intcmd,charbyte,intport);,cmd=0：設(shè)置通訊參數(shù)byte的值1：把字符按字節(jié)送到通訊線上2：從通訊線上接收一個(gè)字符3：返回通訊端口的狀態(tài),port=0:COM1;port=1:COM2,byte值,cmd=1,byte=欲發(fā)送的字節(jié)cmd=2,3，byte=0cmd=0,byte=初始化命令字D7D6D5D4D3D2D1D0,byte值是下列各位的組合,0 x027個(gè)數(shù)據(jù)位0 x038個(gè)數(shù)據(jù)位,0 x00110波特率0 x20150波特率0 x40300波特率0 x60600波特率0 x801200波特率0 xa02400波特率0 xc04800波特率0 xe09600波特率,0 x001個(gè)停止位0 x042個(gè)停止位,0 x00無校驗(yàn)0 x08奇校驗(yàn)0 x18偶校驗(yàn),若要求：8位數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，奇校驗(yàn)，9600波特。byte=0 x03|0 x00|0 x08|0 xe0D7D6D5D4D3D2D1D0,返回值,對(duì)于所有cmd值，返回值是16位的整數(shù)，高8位D15D8是狀態(tài)位，低8位取決于cmd值。,D15超時(shí)D14發(fā)送移位寄存器空D13發(fā)送保持寄存器空D12間斷錯(cuò)D11幀格式錯(cuò)D10奇偶校驗(yàn)錯(cuò)D9超越錯(cuò)D8接收數(shù)據(jù)就緒,當(dāng)cmd=2,即接收字符，若無錯(cuò)誤，返回值的低8位是輸入字節(jié)。,PC機(jī)的串口,串口的引腳,串口線的一種典型連接方式,6.5近距離無聯(lián)絡(luò)線簡(jiǎn)單三線通信,兩臺(tái)PC機(jī)三線通訊：將鍵盤輸入字符發(fā)送到對(duì)方CRT上，三線聊天。,S1.C,#include#includemain()inti;bioscom(0,0 x83,0);doi=inportb(0X3fd);if(i,初始化串口11200波特，無校驗(yàn)，1位停止位，8個(gè)數(shù)據(jù)位,讀線路狀態(tài)寄存器，判斷是否有錯(cuò),判斷接收數(shù)據(jù)是否就緒,讀接收數(shù)據(jù)寄存器，顯示字符。,判斷發(fā)送保持寄存器是否空,如果有鍵按下，寫發(fā)送保持寄存器輸出字符。,kbhit()函數(shù),intkbhit(void);kbhit()函數(shù)檢查當(dāng)前按鍵是否有效，任何有效健碼可用getch()或getche()讀取。若按健有效，kbhit()返回一個(gè)非0整型值，否則返回0。由頭文件conio.h說明。,6.6串口硬件中斷方式通信,哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院,C語言在測(cè)量與控制中的應(yīng)用系列課件,PC機(jī)的串行接口,串口可以用硬件中斷方式工作串口1（COM1）中斷申請(qǐng)線接主8259A的IR4，中斷類型號(hào)0 x0c。串口2（COM2）中斷申請(qǐng)線接主8259A的IR3，中斷類型號(hào)0 x0b。,8250內(nèi)部的4級(jí)中斷,異步串行接口芯片8250的內(nèi)部有4級(jí)中斷：3級(jí)0級(jí),3級(jí)：接收出錯(cuò)中斷。2級(jí)：接收緩沖器滿中斷。1級(jí)：發(fā)送保持器空中斷。0級(jí)：MODEME輸入狀態(tài)改變中斷。,在芯片內(nèi)部，中斷的級(jí)別從3級(jí)到0級(jí)依次遞降。,中斷標(biāo)識(shí)寄存器IER,可指出有無待處理的中斷發(fā)生，若有可指出是哪個(gè)中斷,未決中斷指示0：無，1：有,3：接收錯(cuò)112：接收緩沖器滿101：發(fā)送保持器空010：MODEM狀態(tài)變化00,中斷允許寄存器IIR,可以屏蔽8250內(nèi)部的4種中斷,0級(jí)3級(jí)1級(jí)2級(jí),相應(yīng)位=1：允許中斷相應(yīng)位=0：屏蔽中斷,8250結(jié)構(gòu),中斷信號(hào)輸出控制,MODEM控制寄存器的D3和D2位控制用戶通過編程來定義的兩個(gè)管腳OUT2和OUT1。在PC系列微機(jī)中,OUT1沒有使用，OUT2用來作為8250的中斷請(qǐng)求信號(hào)INTRPT的輸出控制。MODEM控制寄存器的D3位控制硬件中斷信號(hào)能否送到計(jì)算機(jī)總線。只有D3=1,硬件中斷信號(hào)才能通過計(jì)算機(jī)總線送到中斷控制器主8259A的中斷申請(qǐng)線IR4和IR3上。所以，如果采用中斷方式進(jìn)行通信時(shí)，必須將MODEM控制寄存器的D3位置1，而查詢方式時(shí)則清0。,MODEM控制寄存器,數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好,請(qǐng)求發(fā)送,環(huán)路檢測(cè),中斷請(qǐng)求輸出控制,中斷方式高速串口三線通訊,用中斷的方式接收數(shù)據(jù),只給出：初始化函數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送子程序接收數(shù)據(jù)的中斷服務(wù)子程序,初始化函數(shù),voidinitiate_COM1(void)disable();setvect(0 x0c,receive_COM1);outportb(0 x3fb,0 x80)；outportb(0 x3f8,0 x01)；outportb(0 x3f9,0 x00);outportb(0 x3fb,0 x03);outportb(0 x3f9,0 x01);outportb(0 x3fc,inportb(0 x3fc)|0 x08);outportb(0 x21,inportb(0 x21),設(shè)串口1中斷向量,置DLAB=1，尋址波特率因子寄存器,寫波特率因子寄存器LSB的值為1,寫波特率因子寄存器MSB的值為0,無校驗(yàn)，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位,允許接收緩沖器滿中斷，禁止其它中斷,置中斷申請(qǐng)輸出有效,8259A允許串口1中斷,數(shù)據(jù)發(fā)送子程序,voidsend_COM1(unsignedchardata)while(!inportb(0 x3fd),查詢發(fā)送保持寄存器是否空,將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送保持寄存器,00100000,線路狀態(tài)寄存器D5位為1，表示發(fā)送保持寄存器空，可以寫入下一個(gè)要發(fā)送的字符。,中斷方式數(shù)據(jù)接收子程序,voidinterruptreceive_COM1(void)receive_bufferi+=inportb(0 x3f8);if(i=MAX)i=0;outportb(0 x20,0 x20);