DOS的串口編程2

 

串口編程之DOS的串口編程22008-11-26 11:46

在DOS平台下，操作串口主要有下列方式：通過BIOS調用、通過串口的硬體中斷或通過對串口硬體進行輪詢，本章將對以上三種方式進行具體的介紹並給出例子。 　　1.BIOS中斷 　　在DOS作業系統下，IBM PC及其相容機提供了一種靈活的串口I/O存取方法，即通過INT 14H調用ROM BIOS串列通訊例行程式。當設定AH為不同的值時，產生不同的功能： 　　AH 0 初始化連接埠 　　AH 1 向串口寫字元 　　AH 2 從串口讀字元 　　AH 3 取通訊口狀態 　　初始化連接埠時（即當AH＝0時），需要在AL寄存器中賦一位元組初始化參數，其各項意義1； 圖1 調用INT 14H時AL寄存器設定 　　當向串口寫字元時（即當AH＝1時），AL寄存器中的字元是需要寫入的字元； 　　當向串口寫字元時（即當AH＝2時），AL寄存器中的字元是需要讀取的字元。 　　看看下面的常式： #include <stdio.h> #include <dos.h> #include <bios.h> #define STR "author:sbh" union REGS inregs,outregs; main() { 　//設定串口參數 　init_rs232(); 　//寫串口的例子 　write_rs232(STR,strlen(STR)); 　//讀串口的例子 　read_rs232(); 　return(0); } init_rs232() { 　do{ 　　inregs.h.ah=0; //AH=0表示初始化連接埠 　　inregs.h.al=0xe7; 　　inregs.x.dx=0; //COM1 　　int86(0x14, &inregs, &outregs); 　}while(outregs.h.ah>=0x80); 　return(0); } write_rs232(char *string, int len) { 　int i; 　do{ 　　inregs.h.ah=1;//發送AL寄存器的字元 　　inregs.h.al= *string; 　　inregs.x.dx=0; 　　int86(0x14, &inregs, &outregs); 　}while(outregs.h.al>=0x80); 　for(i=1;i<len;i++) 　{ 　　inregs.h.ah=1; 　　inregs.h.al=*(string+i); 　　inregs.x.dx=0; 　　int86(0x14, &inregs, &outregs); 　} } read_rs232() { 　do{ 　　inregs.h.ah=2; //讀取AL寄存器中的字元 　　inregs.x.dx=0; 　　int86(0x14, &inregs, &outregs); 　}while(outregs.h.al!=3||outregs.h.ah>=0x80); 　return(0); } 　　其中使用的int86函數的原型為： int _Cdecl int86(int intno, union REGS *inregs, union REGS *outregs); 　　int86()函數可以調用BIOS功能，現在的程式員們已經很少接觸這個函數，80%的程式員甚至都未曾見過這個函數。其實，在茹毛飲血的DOS時代，int86()函數幾乎是最常用和最核心的函數之一。幾乎可以說，在那個時代，不會int86()就等於不會編程。而與int86配合使用的，就是REGS這樣一個聯合體，定義為： union REGS { 　struct WORDREGS x; 　struct BYTEREGS h; }; 　　其中的WORDREGS定義為： struct WORDREGS { 　unsigned int ax, bx, cx, dx, si, di, 　cflag /*進位標誌*/, 　flags /*標誌寄存器*/; }; 　　而BYTEREGS則定義為： struct BYTEREGS { 　unsigned char al, ah, bl, bh, cl, ch, dl, dh; }; 　　原來WORDREGS和BYTEREGS是16位的8086處理器內部的寄存器啊！因此，當CPU發展到286、386以後，再安裝DOS也是建立在利用CPU實模式的基礎上的！ 　　另外一個函數與int86()的功能是類似的： Int _Cdecl int86x(int intno, union REGS inregs, union REGS outregs, struct SREGS segregs)； 　　其中的SREGS為段寄存器結構體，定義為： struct SREGS { 　unsigned int es; 　unsigned int cs; 　unsigned int ss; 　unsigned int ds; }; 　　int86和int86x這兩個函數的功能都是執行一個由參數intno指定的8086非強制中斷。在執行非強制中斷之前，兩個函數都把inregs中的內容放置到各寄存器中（int86x還把segregs.x.es和segregs.x.ds的值存到相應的段寄存器中），非強制中斷返回後，這兩個函數都把當前寄存器的值存到outregs，並把系統進位標誌拷貝到outregs.s.cflag中，把8086標誌寄存器值存到outregs.x.flag中（int86x還恢複DS，並設定Segregs.es和Segregs.ds的值為對應段寄存器的值）。 　　查閱BIOS中斷調用手冊，發現絕大多數調用都未用到ES和DS段寄存器，故在程式設計中經常只利用了int86函數。 　2.硬體中斷 　　為了給讀者一個直觀的印象，我們通過在Windows作業系統中查看COM的資源屬性獲得某COM對應的中斷號，2（該對話方塊中裝置管理員中開啟）。 圖2 COM中斷號 　　實際上COM的確直接對應於一個中斷，而系統也按照一定的規律為各類硬體分配了一個較固定的中斷號，如表1。 　　表1 中斷向量表 INT (Hex) IRQ Common Uses 08 0 System Timer 09 1 Keyboard 0A 2 Redirected 0B 3 Serial Comms. COM2/COM4 0C 4 Serial Comms. COM1/COM3 0D 5 Reserved/Sound Card 0E 6 Floppy Disk Controller 0F 7 Parallel Comms. 70 8 Real Time Clock 71 9 Reserved 72 10 Reserved 73 11 Reserved 74 12 PS/2 Mouse 75 13 Maths Co-Processor 76 14 Hard Disk Drive 77 15 Reserved 　　通過編寫COM對應的中斷服務程式，我們也可以操作串口，涉及到的相關函數有： 　　（1）設定中斷向量表 /*dos.h*/ void _Cdecl setvect (int interruptno, void interrupt (*isr) ()); 　　例如，COM3對應的中斷號是4，那麼對應中斷向量表中的地址是0x0C，設定0x0C對應中斷程式的函數為： setvect(0x0C, PORT1INT); 　　其中的中斷服務程式PORT1INT為： void interrupt PORT1INT() { 　int c; 　do 　{ 　　c = inportb(PORT1 + 5); 　　if (c &1) 　　{ 　　　buffer[bufferin] = inportb(PORT1); 　　　bufferin++; 　　　if (bufferin == 1024) 　　　　bufferin = 0; 　　} 　} 　while (c &1); 　　outportb(0x20, 0x20); } 　　上述中斷服務程式檢查是否有字元可接收，其後將其通過inportb(PORT1)語句將其從UART中讀出並放入輸入buffer。持續的檢查UART，以便能在一次中斷裡讀取所有可獲得的資料。 　　最後的"outportb(0x20,0x20);"語句告訴可程式化插斷控制器（Programmable Interrupt Controller，PIC）中斷已經完成。 　　（2）讀取中斷向量表 /*dos.h*/ void interrupt (* _Cdecl getvect(int interruptno)) (); 　　例如： oldport1isr = getvect(INTVECT); 　　其中的oldport1isr定義為： void interrupt (*oldport1isr)(); 　　我們融合setvect()函數、中斷服務程式和getvect()函數，給出一個由Craig Peacock編寫的完備常式： /* Name : Sample Comm's Program - 1024 Byte Buffer - buff1024.c */ /* Written By : Craig Peacock <cpeacock@senet.com.au> */ #include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> #define PORT1 0x3F8 /* Port Address Goes Here */ #define INTVECT 0x0C /* Com Port's IRQ here (Must also change PIC setting) */ /* Defines Serial Ports Base Address */ /* COM1 0x3F8 */ /* COM2 0x2F8 */ /* COM3 0x3E8 */ /* COM4 0x2E8 */ int bufferin = 0; int bufferout = 0; char ch; char buffer[1025]; void interrupt(*oldport1isr)(); void interrupt PORT1INT() /* Interrupt Service Routine (ISR) for PORT1 */ { 　int c; 　do 　{ 　　c = inportb(PORT1 + 5); 　　if (c &1) 　　{ 　　　buffer[bufferin] = inportb(PORT1); 　　　bufferin++; 　　　if (bufferin == 1024) 　　　{ 　　　　bufferin = 0; 　　　} 　　} 　} 　while (c &1); 　　outportb(0x20, 0x20); } void main(void) { 　int c; 　outportb(PORT1 + 1, 0); /* Turn off interrupts - Port1 */ 　oldport1isr = getvect(INTVECT); /* Save old Interrupt Vector of later 　recovery */ 　setvect(INTVECT, PORT1INT); /* Set Interrupt Vector Entry */ 　/* COM1 - 0x0C */ 　/* COM2 - 0x0B */ 　/* COM3 - 0x0C */ 　/* COM4 - 0x0B */ 　/* PORT 1 - Communication Settings */ 　outportb(PORT1 + 3, 0x80); /* SET DLAB ON */ 　outportb(PORT1 + 0, 0x0C); /* Set Baud rate - Divisor Latch Low Byte */ 　/* Default 0x03 = 38,400 BPS */ 　/* 0x01 = 115,200 BPS */ 　/* 0x02 = 57,600 BPS */ 　/* 0x06 = 19,200 BPS */ 　/* 0x0C = 9,600 BPS */ 　/* 0x18 = 4,800 BPS */ 　/* 0x30 = 2,400 BPS */ 　outportb(PORT1 + 1, 0x00); /* Set Baud rate - Divisor Latch High Byte */ 　outportb(PORT1 + 3, 0x03); /* 8 Bits, No Parity, 1 Stop Bit */ 　outportb(PORT1 + 2, 0xC7); /* FIFO Control Register */ 　outportb(PORT1 + 4, 0x0B); /* Turn on DTR, RTS, and OUT2 */ 　outportb(0x21, (inportb(0x21) &0xEF)); /* Set Programmable Interrupt Controller */ 　/* COM1 (IRQ4) - 0xEF */ 　/* COM2 (IRQ3) - 0xF7 */ 　/* COM3 (IRQ4) - 0xEF */ 　/* COM4 (IRQ3) - 0xF7 */ 　outportb(PORT1 + 1, 0x01); /* Interrupt when data received */ 　printf("/nSample Comm's Program. Press ESC to quit /n"); 　do 　{ 　　if (bufferin != bufferout) 　　{ 　　　ch = buffer[bufferout]; 　　　bufferout++; 　　　if (bufferout == 1024) 　　　{ 　　　　bufferout = 0; 　　　} 　　　printf("%c", ch); 　　} 　if (kbhit()) 　{ 　　c = getch(); 　　outportb(PORT1, c); 　} } while (c != 27); outportb(PORT1 + 1, 0); /* Turn off interrupts - Port1 */ outportb(0x21, (inportb(0x21) | 0x10)); /* MASK IRQ using PIC */ /* COM1 (IRQ4) - 0x10 */ /* COM2 (IRQ3) - 0x08 */ /* COM3 (IRQ4) - 0x10 */ /* COM4 (IRQ3) - 0x08 */ setvect(INTVECT, oldport1isr); /* Restore old interrupt vector */ } 　3.硬體查詢 　　通過讀取和寫入串口UART對應的硬體連接埠，我們可以控制串口的收發。請看下面的例子： /* Name : Sample Comm's Program - Polled Version - termpoll.c */ /* Written By : Craig Peacock <cpeacock@senet.com.au> */ #include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> ００００００００００００００００００００#define PORT1 0x3F8 /* Defines Serial Ports Base Address */ /* COM1 0x3F8 */ /* COM2 0x2F8 */ /* COM3 0x3E8 */ /* COM4 0x2E8 */ void main(void) { 　int c; 　int ch; 　outportb(PORT1 + 1, 0); /* Turn off interrupts - Port1 */ 　/* PORT 1 - Communication Settings */ 　outportb(PORT1 + 3, 0x80); /* SET DLAB ON */ 　outportb(PORT1 + 0, 0x03); /* Set Baud rate - Divisor Latch Low Byte */ 　/* Default 0x03 = 38,400 BPS */ 　/* 0x01 = 115,200 BPS */ 　/* 0x02 = 57,600 BPS */ 　/* 0x06 = 19,200 BPS */ 　/* 0x0C = 9,600 BPS */ 　/* 0x18 = 4,800 BPS */ 　/* 0x30 = 2,400 BPS */ 　outportb(PORT1 + 1, 0x00); /* Set Baud rate - Divisor Latch High Byte */ 　outportb(PORT1 + 3, 0x03); /* 8 Bits, No Parity, 1 Stop Bit */ 　outportb(PORT1 + 2, 0xC7); /* FIFO Control Register */ 　outportb(PORT1 + 4, 0x0B); /* Turn on DTR, RTS, and OUT2 */ 　printf("/nSample Comm's Program. Press ESC to quit /n"); 　do 　{ 　　c = inportb(PORT1 + 5); /* Check to see if char has been */ 　　/* received. */ 　　if (c &1) 　　{ 　　　ch = inportb(PORT1); /* If so, then get Char */ 　　　printf("%c", ch); 　　} /* Print Char to Screen */ 　　if (kbhit()) 　　{ 　　　ch = getch(); /* If key pressed, get Char */ 　　　outportb(PORT1, ch); 　　} /* Send Char to Serial Port */ 　} 　while (ch != 27); /* Quit when ESC (ASC 27) is pressed */ } 　　程式中的 c = inportb(PORT1 + 5); /* Check to see if char has been */ /* received. */ if (c &1) 　　檢查PORT1 + 5連接埠地址，通過c&1可以判斷是否有資料被UART接收到。關於UART對應的連接埠範圍，從圖2中也可以直觀地看出。