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串口的产生和发展
双击自动滚屏 恒邦PLC培训2017-03-01 13:56:08 阅读:7043次 关注微信公众号 PLC958,获取最快捷,最有用的技术资讯
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  很久很久以前,计算机还没有出现,那时就已经存在了计算机史前的串口设备(如电传打字机,工控测量设备,通信调制解调器),为了连接这些串口,EIA制定了RS232标准,采用DB25接插件,支持同步和异步串口,D型的接口可以有效防止插反。标准化给使用带来了便利。


  上图就是西门子品牌的电传打字机,怎么样,帅吧。还是拆了看下里面的电路板吧,你要是有兴趣的话,还可以找一找串口在哪里。

  时光荏苒,个人计算机出现了,这些已有的串口设备毫无疑问地成为了最初的外设,自然而然地RS232标准被个人计算机采纳。但是设备制造商倾向于体积更小,成本更低的接口,因此,将DB25中未使用的和支持同步模式的引脚去掉,形成DB9。


  最初的情况相当混乱,因为DB9只定义了信号,却没有指定信号和引脚的对应关系,各个制造商只能自行定义。幸运的是,IBM的PC成了工业标准,DB9逐渐统一到IBM的定义上来。

DB9只有9根线,遵循RS232标准。定义如下:

DTR,DSR------DTE设备准备好/DCE设备准备好。主流控信号。

RTS,CTS------请求发送/清除发送。用于半双工时,收发切换。属于辅助流控信号。半双工的意思是说,发的时候不收,收的时候不发。那么怎么区分收发呢?缺省时是DCE向DTE发送数据,当DTE决定向DCE发数据时,先有效RTS,表示DTE希望向DCE发送,一般DCE不能马上转换收发状态,DTE就通过监测CTS是否有效来判断可否发送,这样避免了DTE在DCE未准备好时发送所导致的数据丢失。

全双工时,这两个信号一直有效即可。


  后来,计算机普及了,很多非RS232的串口也要接入PC机,如果为每一种新出现的串口都增加一个新的I/O口显然不现实,因为PC后面板位置有限,因此,将RS232串口和非RS232串口都通过RS232口接入是最佳方案。UART的U(通用)指的就是这个意思。

  早期ROM BIOS和DOS里的通信软件都是为RS232设计的,在没有检测到DCD有效前不会发送数据,因此,就连发送一个字符这样朴素的应用也要给出DCD、DTR、DSR等控制信号。因此,串口接头上要将一些控制线短接,或者干脆绕过系统软件自己写通信程序。

  下面给出一个当年的DOS下编写的串口驱动,大家体会下串口的具体操作过程。

#include <stdio.h>
#include "dos.h"
#include "conio.h"
#define BUFFLEN 1024
void InitCOM();/* 初始化串口 */
void OpenPort();/* 打开串口 */
void ClosePort();/* 关闭串口,释放串口资源 */
void interrupt asyncint();/* 新的中断函数 */
void interrupt(*asyncoldvect)();/* 中断向量:用于保护中断现场 */
unsigned char Buffer[BUFFLEN];
int buffin = 0;
int buffout = 0;
void OpenPort()
{
    unsigned char ucTemp;
    InitCOM();
    asyncoldvect = getvect(0x0c);
    disable();
    inportb(0x3f8);
    inportb(0x3fe);
    inportb(0x3fb);
    inportb(0x3fa);
    outportb(0x3fc, 0x08|0x0b);
    outportb(0x3f9, 0x01);
    ucTemp = inportb(0x21)&0xef;
    outport(0x21, ucTemp);
    setvect(0x0c, asyncint);
    enable();
}
void interrupt asyncint()
{
    Buffer[buffin++] = inportb(0x3f8);
    if(buffin >= BUFFLEN) buffin = 0;
    outportb(0x20, 0x20);
}
void ClosePort(void)
{
    disable();
    outportb(0x3f9, 0x00);
    outportb(0x3fc, 0x00);
    outportb(0x21, inportb(0x21)&0x10);
    enable();
    setvect(0x0c, asyncoldvect);
}
void InitCOM()
{
    outportb(0x3fb, 0x80);
    outportb(0x3f8, 0x0c);/* 波特率设置为9600 */
    outportb(0x3f9, 0x00);
    outportb(0x3fb, 0x03);
    outportb(0x3fc, 0x08|0x0b);
    outportb(0x3f9, 0x01);
}
unsigned char read_char(void)
{
    unsigned unch;
    if(buffout != buffin)
    {
        unch = Buffer[buffout];
        buffout++;
        if(buffout >= BUFFLEN) buffout = 0;
        return(unch);
    }
    else
        return(0xff);
}
void send_char(unsigned char unch)
{
    while(((inp(0x3f8+5)) & 0x40) ==0);
    outportb(0x3f8, unch);
}
void main()
{
    unsigned char unChar;
    short bExit_Flag = 0;
    OpenPort();
    fprintf(stdout, "\n\nReady to Receive DATA\n"
            "Press [SEC] to quit...\n\n");
    do
    {
        if(kbhit())
        {
            unChar = getch();
            switch(unChar)
            {
                case 0x1b:
                    bExit_Flag = 1;
                    break;
            }
            if(!bExit_Flag)
                send_char(unChar);
        }
        unChar = read_char();
        if(unChar!= 0xff)
        {
            fprintf(stdout,"%c", unChar);
        }
    }while(!bExit_Flag);
    ClosePort();
}

  到此为止,UART的涵义就可以总结为:通用的 异步 (串行) I/O口。

  

  就在UART冠以通用二字,准备一统江湖的时候,制造商们不满于它的速度、体积和灵活性(软件可配置),推出了USB和1394串口。目前,台式机和笔记本上的UART串口有被取消的趋势,有串口的计算机主板已经是凤毛麟角了,因而有资深的网友发出了“没有串口,吾谁与归”的慨叹,古今多少事,都付笑谈中,USB取代UART是后话,暂且不表。

 
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