C语言在测量和控制中的应用资源第6章-计算机串行通信.ppt

第6章计算机串行通信,哈尔滨工业大学航天学院,C语言在测量与控制中的应用系列课件,6.1概述,并行通讯：数据各位同时发送，数据线条数多，距离近,串行通讯：数据各位依次发送，数据线条数少，距离远。,D0D1D2D3D4D5D6D7,D0D1D2D3D4D5D6D7,11001001,发送,接收,10010011,同步与异步,同步通讯：收发双方必须建立准确的定时信号，每个字符不加任何附加位连续发送。优点：传输效率高缺点：实现复杂。,异步通讯：发送一组数据称为一帧，包括1位起始位，58位数据位，12位校验位，12位终止位。帧与帧之间的间隔长度可以不确定。优点：收发双方不需要严格同步，每一帧发送时都要重新启动，定时的误差不会积累。缺点：每一帧都要有起始、终止、校验信号，传输效率低。,单工与双工,单工：一方只能发送，另一方只能接收。双工：双方都可以发送和接收。半双工：某一时刻，只能一方发送另一方接收。全双工：双方都能同时发送和接收。,硬件握手和软件握手（联络）硬件握手：利用专用联络线电平的高低，通知对方是否准备好。软件握手：用软件发出规定的联络信号。,6.3Intel8250可编程异步串行接口芯片,接收移位寄存器,接收数据寄存器,波特率时钟发生器,波特率因子MSB波特率因子LSB,发送保持寄存器,发送移位寄存器,线路状态寄存器线路控制寄存器,中断允许寄存器中断标识寄存器,中断控制逻辑,MODEM控制寄存器MODEM状态寄存器,MODEM控制逻辑,数据I/O缓冲器,内部总线,SIN,SOUT,D7D0,COM1与COM2的I/O端口地址,线路控制寄存器（8位）,D7=0:正常值；D7=1：寻址波特率因子寄存器,D6=0:正常值；D6=1：设置间断，表明发送终止,D5D4D3000无校验位001奇校验011偶校验101恒1111恒0,D2=0:1位停止位D2=1:2位停止位,D1D000字符长度为5位01字符长度为6位10字符长度为7位11字符长度为8位,发送保持寄存器（只写）,写入要发送的字符（8位）。,发送移位寄存器将并行数据变成串行数据送出。,接收移位寄存器将收到的串行数据变成并行数据。,接收数据寄存器（只读）存放接收的字符，可供CPU读。,波特率因子寄存器,波特率（每秒传送位数）=1.8432MHz(波特率因子*16）,波特率MSBLSB11004H17H15003H00H30001H80H60000HC0H120000H60H180000H40H240000H30H360000H20H480000H18H720000H10H960000H0CH,中断允许寄存器（只写）,中断标识寄存器（只读）中断发生时指示产生中断的中断源,线路状态寄存器（读/写）,D0：接收数据就绪。D1：超越错。D2：奇偶校验错。D3：帧格式错。D4：间断错。D5：发送保持寄存器空。D6：发送移位寄存器空。D7：恒为0。,接收数据寄存器收到了一个完整的字符，CPU可以读这个数据。,可以接收下一个要发送的字符，CPU可以写数据。,6.4TurboC的串口通信函数,intbioscom(intcmd,charbyte,intport);,cmd=0：设置通讯参数byte的值1：把字符按字节送到通讯线上2：从通讯线上接收一个字符3：返回通讯端口的状态,port=0:COM1;port=1:COM2,byte值,cmd=1,byte=欲发送的字节cmd=2,3，byte=0cmd=0,byte=初始化命令字D7D6D5D4D3D2D1D0,byte值是下列各位的组合,0 x027个数据位0 x038个数据位,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个停止位0 x042个停止位,0 x00无校验0 x08奇校验0 x18偶校验,若要求：8位数据位，1个停止位，奇校验，9600波特。byte=0 x03|0 x00|0 x08|0 xe0D7D6D5D4D3D2D1D0,返回值,对于所有cmd值，返回值是16位的整数，高8位D15D8是状态位，低8位取决于cmd值。,D15超时D14发送移位寄存器空D13发送保持寄存器空D12间断错D11帧格式错D10奇偶校验错D9超越错D8接收数据就绪,当cmd=2,即接收字符，若无错误，返回值的低8位是输入字节。,PC机的串口,串口的引脚,串口线的一种典型连接方式,6.5近距离无联络线简单三线通信,两台PC机三线通讯：将键盘输入字符发送到对方CRT上，三线聊天。,S1.C,#include#includemain()inti;bioscom(0,0 x83,0);doi=inportb(0X3fd);if(i,初始化串口11200波特，无校验，1位停止位，8个数据位,读线路状态寄存器，判断是否有错,判断接收数据是否就绪,读接收数据寄存器，显示字符。,判断发送保持寄存器是否空,如果有键按下，写发送保持寄存器输出字符。,kbhit()函数,intkbhit(void);kbhit()函数检查当前按键是否有效，任何有效健码可用getch()或getche()读取。若按健有效，kbhit()返回一个非0整型值，否则返回0。由头文件conio.h说明。,6.6串口硬件中断方式通信,哈尔滨工业大学航天学院,C语言在测量与控制中的应用系列课件,PC机的串行接口,串口可以用硬件中断方式工作串口1（COM1）中断申请线接主8259A的IR4，中断类型号0 x0c。串口2（COM2）中断申请线接主8259A的IR3，中断类型号0 x0b。,8250内部的4级中断,异步串行接口芯片8250的内部有4级中断：3级0级,3级：接收出错中断。2级：接收缓冲器满中断。1级：发送保持器空中断。0级：MODEME输入状态改变中断。,在芯片内部，中断的级别从3级到0级依次递降。,中断标识寄存器IER,可指出有无待处理的中断发生，若有可指出是哪个中断,未决中断指示0：无，1：有,3：接收错112：接收缓冲器满101：发送保持器空010：MODEM状态变化00,中断允许寄存器IIR,可以屏蔽8250内部的4种中断,0级3级1级2级,相应位=1：允许中断相应位=0：屏蔽中断,8250结构,中断信号输出控制,MODEM控制寄存器的D3和D2位控制用户通过编程来定义的两个管脚OUT2和OUT1。在PC系列微机中,OUT1没有使用，OUT2用来作为8250的中断请求信号INTRPT的输出控制。MODEM控制寄存器的D3位控制硬件中断信号能否送到计算机总线。只有D3=1,硬件中断信号才能通过计算机总线送到中断控制器主8259A的中断申请线IR4和IR3上。所以，如果采用中断方式进行通信时，必须将MODEM控制寄存器的D3位置1，而查询方式时则清0。,MODEM控制寄存器,数据终端准备好,请求发送,环路检测,中断请求输出控制,中断方式高速串口三线通讯,用中断的方式接收数据,只给出：初始化函数数据发送子程序接收数据的中断服务子程序,初始化函数,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),设串口1中断向量,置DLAB=1，寻址波特率因子寄存器,写波特率因子寄存器LSB的值为1,写波特率因子寄存器MSB的值为0,无校验，1位停止位，8位数据位,允许接收缓冲器满中断，禁止其它中断,置中断申请输出有效,8259A允许串口1中断,数据发送子程序,voidsend_COM1(unsignedchardata)while(!inportb(0 x3fd),查询发送保持寄存器是否空,将数据写入发送保持寄存器,00100000,线路状态寄存器D5位为1，表示发送保持寄存器空，可以写入下一个要发送的字符。,中断方式数据接收子程序,voidinterruptreceive_COM1(void)receive_bufferi+=inportb(0 x3f8);if(i=MAX)i=0;outportb(0 x20,0 x20);