引 言

目前，最先進的嵌入式工業(yè)計算機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、自動化生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、便攜式計算機等領(lǐng)域。而在實際的應(yīng)用中，有時需要借助微機的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的軟件資源，使組成的系統(tǒng)功能更為強大。這樣必須實現(xiàn)PC機與PC104之間的通訊，在通常實時性要求不高，數(shù)據(jù)量不大的情況下，可以采用串口進行通訊，但通常一般的PC機只配有兩個串口，在控制領(lǐng)域有時候是不夠的，而基于PC/104結(jié)構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)實際的要求通過簡單的搭積木的方法進行配置，其功能模塊比較豐富，當(dāng)進行多串口控制時可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴展4~6個串口）。

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

1、多串口通訊軟件的設(shè)計：

由于大部分的基于PC/104軟件的設(shè)計都是在DOS平臺上的，所以本文以BRAODLORD C為編譯環(huán)境進行設(shè)計多串口通訊軟件的設(shè)計。程序框圖見圖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。

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）的高位寫入1，然后在設(shè)置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫入的數(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個數(shù)據(jù)位，一個停止位，奇校驗

outportb（com_X+4，0x0b）;//允許將中斷信號送到系統(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)計可以參照PC機的設(shè)計方式，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，設(shè)置主片8259的IMR（中斷屏蔽寄存器）。當(dāng)中斷為8以上時，要設(shè)置從片的8259的IMR。

代碼如下：

void OpenInterrupt（unsigned char IntNum）//開中斷

{

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，進行跳線設(shè)計。

1． 3串口通訊的中斷向量設(shè)置：

當(dāng)中斷小于8時，中斷向量地址為中斷號加8，當(dāng)中斷大于8時，中斷向量地址為中斷號加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時是串口的初始化，為0時是恢復(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，只要將待發(fā)送的數(shù)據(jù)以字符串的形式依次寫入基地址中即可。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，由于每接收到一個字符便產(chǎn)生一個中斷，因此要在中斷服務(wù)子程序的最后向8259寫入20H到地址20H即可，如果中斷號大于8，還要向從片8259寫入20H到地址A0H。

2、串口的硬件設(shè)計

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（《12m），可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡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（《12m），可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡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進行連接即可。

3、結(jié)束語：

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，提出了串口通訊應(yīng)注意的問題，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