引 言

目前，最先進(jìn)的嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)PC/l04，以其優(yōu)良的品質(zhì)、高可靠性及模塊化，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、航空航天、軍事、醫(yī)療、消防設(shè)備、智能儀器儀表、導(dǎo)航、通訊、數(shù)控、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、便攜式計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。而在實(shí)際的應(yīng)用中，有時(shí)需要借助微機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的軟件資源，使組成的系統(tǒng)功能更為強(qiáng)大。這樣必須實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PC104之間的通訊，在通常實(shí)時(shí)性要求不高，數(shù)據(jù)量不大的情況下，可以采用串口進(jìn)行通訊，但通常一般的PC機(jī)只配有兩個(gè)串口，在控制領(lǐng)域有時(shí)候是不夠的，而基于PC/104結(jié)構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的要求通過(guò)簡(jiǎn)單的搭積木的方法進(jìn)行配置，其功能模塊比較豐富，當(dāng)進(jìn)行多串口控制時(shí)可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴(kuò)展4~6個(gè)串口）。

本文采用的是HXL-COM4A的4串口擴(kuò)展板，該板上集成了高性能的16C554控制芯片（相當(dāng)于4個(gè)16C550），每個(gè)通道有獨(dú)立的16字節(jié)接收緩沖器和16字節(jié)發(fā)送緩沖器，可以達(dá)到更高的通訊速率而無(wú)需占用過(guò)多的CPU資源，并且每個(gè)串口可配制成RS232RS422RS485模式。

1、多串口通訊軟件的設(shè)計(jì)：

由于大部分的基于PC/104軟件的設(shè)計(jì)都是在DOS平臺(tái)上的，所以本文以BRAODLORD C為編譯環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)多串口通訊軟件的設(shè)計(jì)。程序框圖見(jiàn)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(qū)別參照多串口卡的手冊(cè)。

1．1串口波特率和數(shù)據(jù)格式的設(shè)置：

首先向LCR（線路設(shè)置寄存器）的高位寫(xiě)入1，然后在設(shè)置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫(xiě)入的數(shù)據(jù)為1843200/（16*波特率）。然后設(shè)置LCR，最后設(shè)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(shù)據(jù)格式：8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)停止位，奇校驗(yàn)

outportb（com_X+4，0x0b）;//允許將中斷信號(hào)送到系統(tǒng)總線

outportb（com_X+1，0x01）;}//允許接收產(chǎn)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(chǎn)生中斷，發(fā)送不產(chǎn)生中斷。在PC/104上的設(shè)計(jì)可以參照PC機(jī)的設(shè)計(jì)方式，中斷控制器為兩片8259，一片為主片，另一片為從片。當(dāng)串口所用的中斷為8以下時(shí)，設(shè)置主片8259的IMR（中斷屏蔽寄存器）。當(dāng)中斷為8以上時(shí)，要設(shè)置從片的8259的IMR。

代碼如下：

void OpenInterrupt（unsigned char IntNum）//開(kāi)中斷

{

int mask;

char ControlWord［8］={0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f};

mask=inportb（0x21）;

if（IntNum《8） outportb（0x21，mask&ControlWord［IntNum］）;

else

{ outportb（0xa1，inportb（0xa1）&ControlWord［IntNum-8］）;

outportb（0x21，inportb（0x21）&0xfb）;

}

}

void CloseInterrupt（unsigned char IntNum） file://關(guān)中斷

{

char

ControlWord［8］={0x1，0x2，0x4，0x8，0x10，0x20，0x40，0x80};

if（IntNum《8）{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(cè)，進(jìn)行跳線設(shè)計(jì)。

1． 3串口通訊的中斷向量設(shè)置：

當(dāng)中斷小于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號(hào)加8，當(dāng)中斷大于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號(hào)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（comPort《8） baseAdd=8;

else baseAdd=0x68;

disable（）;

if（control！=0）//當(dāng)control為1時(shí)是串口的初始化，為0時(shí)是恢復(fù)系統(tǒng)狀態(tài)

{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(shè)置新的中斷向量地址

OpenInterrupt（comPort）;}

else

{CloseInterrupt（comPort）;

setvect（baseAdd+comPort，old_int）;}//恢復(fù)中斷向量地址

enable（）;}

1． 4串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收：

當(dāng)串口需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只要將待發(fā)送的數(shù)據(jù)以字符串的形式依次寫(xiě)入基地址中即可。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，由于每接收到一個(gè)字符便產(chǎn)生一個(gè)中斷，因此要在中斷服務(wù)子程序的最后向8259寫(xiě)入20H到地址20H即可，如果中斷號(hào)大于8，還要向從片8259寫(xiě)入20H到地址A0H。

2、串口的硬件設(shè)計(jì)

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(shí)（《12m），可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連，只需要如圖2進(jìn)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(shí)（《12m），可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連，只需要如圖2進(jìn)行連接即可。

3、結(jié)束語(yǔ)：

本文較全面介紹了基于PC/104的多串口卡的通訊軟件的設(shè)計(jì)，提出了串口通訊應(yīng)注意的問(wèn)題，并將此串口通訊軟件應(yīng)用在大慶油田的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可靠。

責(zé)任編輯：gt