基于C语言的RS232串行接口通信实现

0前言

串行通信在通讯领域被广泛应用，标准的RS232接口已成为计算机、外设、交换机和许多通讯设备的标准接口。虽然近年来随着USB口的日趋流行，RS232接口串口作为一种传统的串口通信口有被取代的趋势。然而由于它具有较高的性价比和传输的可靠性Ⅲ。在传输速率要求不是很高的情况下，串口通信仍然具有其自身的优势。同时RS232标准广泛应用于微型计算机系统和大型系统中，RS232标准还具有连线简单、通讯距离长等优点，本文将着熏介绍串口通信的连接方式以及利用C语言编程实现串口通讯，最后以实际的工程项目应用，验证了该通讯方式的可靠性。

1 RS232串行接口

1.1 RS232接口简介

RS232串行接口属于个人计算机（PC）及电信应用领域中最为成功的串行数据标准。它被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准，是目前PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口嗍。现在的Pc机一般至少有两个串行口COMI和COM2.新一代的汁算机主要以9引脚的D型接头接出所有的RS232通信信号及控制线（有的计算机的COM2仍为25引脚）。

1.2 RS232串口引脚说明（见表1）

表1引脚缩写功能说明

1.3串口连接器的连接方式

串口连接器是两个串行接口的连接器，RS232串口存在9针和25针两种形式，根据连接的针数，串口通信连接方式主要分为：1）无握手连接方式；2）全握手连接方式；3）循环握手回送方式。本文开发的软件运行在全握手连接方式下，该连接方式如表2所示。

表2全握手连接

2 C语言串口通信软件实现

2.1测试中的硬件设备。

2.1.1单机测试方式

如果单机仅仅拥有一个RS232串口，可将RS232连接线的第2引脚（RD）与第3引脚（TD）短路，那么由第3引脚的输出信号就会被发送到第2引脚而送到同一串行端}1的输入缓冲区，即可将数据读入，进入测试过程。

如果单机拥有COMl和COM2口两个RS232串口，那么请选择1 3节表2中的串口连接方式，进入测试过程。

2.1.2近距离两台设备通信测试方式

如果要在两台PC计算机之间，一台嵌入式系统主控机和一台PC计算机之间，或者上位机和下位机之间进行串口通信，那么请选择1.3节表2中的RS232串口方式连接两台设备，进入测试过程。

2.1.3远距离两台通信测试方式

RS232标准规定，若不使用Modem,在码元畸变小于4%的情况下，Dte和DCE通信两端之间最大传输距离为15 m.若距离较远，须附加调制解调器（Modem）。其连接方式如图1所示。

图1 远距离串口通信连接方式
 

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2.2 C语言的串口通信软件实现

2.2.1串口通信软件流程图

图2数据通信的流程图

2.2.2 C语言函数具体实现串口通信软件过程

由于I/O串行通信口的速度远远低于CPU的速度，在查询工作方式时，CPU长时间处于等待状态，其效率非常低，不利于CPU的资源利用。解决这一矛盾的有效办法是采取中断的通信方式，即当通信口自身准备就绪时，主动提出中断申请，一旦CPU响应此申请，便暂停执行的工作，转向中断服务子程序，与外设进行数据的交换，数据交换完成后返回到主程序中的断点继续执行未完成的任务，这样就避免了CPU资源的浪费㈨。

为此必须对异步通信适配器以及中断控制器进行控制。作为系统的外设，异步通信适配器和中断控制器都有其对应的I/O口地址，所以本文采用C语言函数库中的寻址函数outportb（）和函数inportb（）对上述芯片进行直接读写操作。其控制包括对中断控制器地址的编程，允许IRQ3,IRQ4中断，同时置MODEM控制寄存器地址为有效，这样即可实现中断方式的通信。根据图2的串口通信流程图，其具体实现串口通信的过程如下：

1）初始化串口函数。

参数说明：

ComPortAddr 串口端口地址（coMl口是03F8H COM2口是02F8H）

IntVectNum 中断处理号（一般选择0X0b）

Baud 波特率

Data 数据位

STop 停止位

Parity 奇偶校验位
 

void Init-COM（int ComPortAddr,unsigned char IntVectNum,im Baud,unsigned char Data,unsigned char Stop,unsigned char Parity）

{

unsigned char High,Low;

int f.

comportaddr=ComPortAddr;

intvectnum=IntVectNum;

CharslnBuf=0;Circln=0;CircOut=0;

/*set baud rate设置波特率*/

f=（Baud/100）：

f=1152/t;High=f/256;

Low=f-High*256;

outportb（ComPortAddr+3,0x80）；

outportb（ComPortAddr,LOW）；

outportb（ComPortAddr+l,High）；

/*set data bits,stop bits,and parity设置数据位。停止位。校验*/

Data=（Data-5）|（（Stop-1）*4）；

if（Parity=2）Data=Data|0x18;

else if（Parity==1）Data=Data|0x8;

outportb（ComPortAddr+3,Data）；

/*set MCR（DTR,RTS=0,OUTl,OUT2=1）设置MODEM控制位*/

outportb（ComPortAddr+4,0xob）；

/*set input data ready interrupt mode设置输入数据中断模式*/

outportb（ComPortAddr+1,Ox01）；

/*set OC interrupt vector设置中断源*/

disable （）；

OldAsyncInt=getvect（IntVectNum）；

setvect（ImVectNum,AsyncInt）；

enable （）；

/*open interrupt打开中断*/

maskb=inp（Port8259+1）；

if（IntVectNum一0x0c）outport（Port8259+1,maskb&Oxef）；/*INT4*/

else outport（Port8259+1,maskb&0xf7）；/*INT3*/

}