畢業(yè)答辯監(jiān)控系統(tǒng)中異步串行通信接口程序設(shè)計(jì)_劉忠建

1、題目：監(jiān)控系統(tǒng)中異步串行通信接口程序設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)中異步串行通信接口程序設(shè)計(jì)學(xué) 院：電氣與電子工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化 0707級(jí)鐵道電氣化級(jí)鐵道電氣化1 1班班學(xué)生姓名：劉忠建劉忠建同組成員：甘小圓甘小圓指導(dǎo)教師：申申 惠惠 監(jiān)控系統(tǒng)中異步串行通信接口程序設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)中異步串行通信接口程序設(shè)計(jì)摘要摘要 通信是指計(jì)算機(jī)與外界的信息傳輸，既包括計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的傳輸，也包括計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備，如終端、打印機(jī)和磁盤(pán)等設(shè)備之間的傳輸。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和微機(jī)分級(jí)分布式應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，通信的功能越來(lái)越重要。 現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，為了保證對(duì)系統(tǒng)可靠性越來(lái)越高的要求

2、，采用了大量自動(dòng)化設(shè)備來(lái)進(jìn)行日常生產(chǎn)、管理和設(shè)備維修保養(yǎng)，既可以監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)性能和進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，又可以為維修保養(yǎng)提供原始資料。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和逐漸普及的自動(dòng)化生產(chǎn)，越來(lái)越多的生產(chǎn)設(shè)備配備了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口，利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大處理能力對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。串行通信因?yàn)槠湔Q生時(shí)間早，使用簡(jiǎn)單方便，成本低廉，可以適應(yīng)大規(guī)模長(zhǎng)距離傳輸?shù)榷喾N特點(diǎn)，一直得到各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，尤其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，大量的設(shè)備和系統(tǒng)采用串行通信方式進(jìn)行信息交換。在應(yīng)用中，異步串行通信應(yīng)用較多，而通用異步收發(fā)器（UART）在其中起著至關(guān)重要的作用。 本課題就是就是針對(duì)UART的特點(diǎn)，利用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)異步串行通信

3、接口程序，在硬件調(diào)試中達(dá)到雙方通信的目的。關(guān)鍵詞：異步串行通信；異步通信收發(fā)器；關(guān)鍵詞：異步串行通信；異步通信收發(fā)器；RS232標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；C語(yǔ)言語(yǔ)言 程序設(shè)計(jì) 作為系統(tǒng)的外設(shè)，異步通信適配器和中斷控制器都有其對(duì)應(yīng)的I/O 口地址，所以本文采用 C 語(yǔ)言函數(shù)庫(kù)中的尋址函數(shù) outportb （）和函數(shù) inportb（）對(duì)上述芯片進(jìn)行直接讀寫(xiě)操作。參數(shù)說(shuō)明：ComPortAddr 串口端口地址（COM1口是03F8,COM2口是02F8H）IntVectNum 中斷處理號(hào)Baud 波特率Data 數(shù)據(jù)位位數(shù)Stop 停止位位數(shù)Parity 奇偶校驗(yàn)位（0無(wú)校驗(yàn)、1奇校驗(yàn)、2偶校驗(yàn)）程序設(shè)計(jì)程序

4、設(shè)計(jì)u初始化程序設(shè)計(jì)u中斷服務(wù)程序u收發(fā)字符程序u主函數(shù)u 初始化程序設(shè)計(jì) 初始化串行通信口編程的內(nèi)容是：確定數(shù)據(jù)傳輸幀格式（包括數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度、停止位長(zhǎng)度及有無(wú)奇偶校驗(yàn)和校驗(yàn)的類(lèi)型）、確定傳輸波特率以及確定INS8250的操作方式。操作方式是指自發(fā)自收的循環(huán)反饋方式（用于診斷）還是通常的兩點(diǎn)之間的通信方式，是程序查詢方式傳送還是中斷方式傳送（課題要求采用中斷方式傳送）。初始化程序設(shè)計(jì)首先定義串口初始化函數(shù)InitCOM（）。n確定數(shù)據(jù)傳輸幀格式要用到通信線路控制寄存器n確定傳輸波特率要用到通信線路控制器和除數(shù)鎖存器n確定INS8250的操作方式要用到調(diào)制解調(diào)控制寄存器和中斷允許寄存器。采用中斷方

5、式，還必須對(duì)8259A芯片的中斷屏蔽寄存器進(jìn)行操作，開(kāi)放IQR4的中斷，即允許COM1口提出中斷請(qǐng)求。 要進(jìn)行初始化程序設(shè)計(jì)就必須利用尋址函數(shù)對(duì)所需寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作中斷服務(wù)程序 中斷服務(wù)程序，即從COM1口接收數(shù)據(jù)，可以首先定義interrupt far asyncint()函數(shù)，一個(gè)Buffer數(shù)組，讀取字符到緩沖區(qū)，待緩沖區(qū)滿后，再指針復(fù)位。在通過(guò)尋址函數(shù)對(duì)8259A的寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作，使中斷結(jié)束 收發(fā)字符程序n接收字符程序 首先定義一個(gè)read_char()函數(shù)，用來(lái)讀取緩存區(qū)里的數(shù)據(jù)，我們可定義兩個(gè)變量buffin和buffout，buffin代表存儲(chǔ)在緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，buffo

6、ut代表已經(jīng)從緩存區(qū)中讀取的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。通過(guò)這兩變量的比較，確定緩存區(qū)是否還有未被讀取的數(shù)據(jù)。當(dāng)buffin不等于buffout時(shí)表示緩存區(qū)有未讀數(shù)據(jù)，此時(shí)我們要讀出緩存區(qū)數(shù)據(jù)并返回此值；當(dāng)buffin與buffout相等，表示緩存區(qū)中無(wú)可讀數(shù)據(jù)。收發(fā)字符程序 n發(fā)送字符程序 首先定義send_char()函數(shù)。通過(guò)對(duì)8250芯片的通信線路狀態(tài)寄存器進(jìn)行讀操作來(lái)判斷發(fā)送移位寄存器是否為空，如果為空，則把待發(fā)送的數(shù)據(jù)輸出到發(fā)送移位寄存器；如果不為空，則等待。主函數(shù) 首先調(diào)用初始化串口函數(shù)InitCOM（），設(shè)置一個(gè)屏幕提示信息，再判斷鍵盤(pán)是否有動(dòng)作。如果是，則讀取鍵盤(pán)值存于Unchar參數(shù)中，再判

7、斷Unchar是否為Ox1B（ESC鍵鍵值），如果是則調(diào)用read_char()函數(shù)，如果不是，則屏幕輸出鍵盤(pán)輸入字符。如果鍵盤(pán)沒(méi)動(dòng)作，則調(diào)用read_char()函數(shù)，然后再判斷是否有字符可讀，有則讀取，退出。沒(méi)有則循環(huán)。異步串行通信接口程序調(diào)試n單機(jī)測(cè)試方式單機(jī)測(cè)試方式 首先我們用Turbo C編譯器來(lái)調(diào)試程序，在Turbo C中編譯運(yùn)行程序后，得到一個(gè)可執(zhí)行文件。 如果單機(jī)僅僅擁有一個(gè)RS232串口，那么在該機(jī)上運(yùn)行該可執(zhí)行文件，再將RS232連接線的第2引腳（RxD）與第3引腳(TxD)短路，因?yàn)榈?引腳和第3引腳分別為接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣的話由第3引腳的輸出信號(hào)就會(huì)被發(fā)送到第2引

8、腳而送到同一串行端口的輸入緩沖區(qū)，即可將數(shù)據(jù)讀入，進(jìn)入測(cè)試過(guò)程。異步串行通信接口程序調(diào)試n近距離兩臺(tái)通信設(shè)備測(cè)試方式近距離兩臺(tái)通信設(shè)備測(cè)試方式 如果要在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行串口通信，則要分別在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該可執(zhí)行文件，并且交換RS232標(biāo)準(zhǔn)線的第2引腳和第3引腳的連線，即將標(biāo)準(zhǔn)線一頭的第2引腳連到另一頭的第3引腳，將另一頭的第3引腳連到這一頭的第2引腳，這樣第3引腳的輸出信號(hào)就會(huì)被發(fā)送到第2引腳而被接收。 調(diào)試結(jié)果 采用MODEM方式調(diào)試 n制作四線專(zhuān)線通信線 做一根兩個(gè)Modem之間專(zhuān)線通信用的線。這里使用兩個(gè)水晶頭，外加網(wǎng)線上的纜線。并且按照下圖所示來(lái)完成線的制作。設(shè)置調(diào)制解調(diào)器n設(shè)置波特率。設(shè)置調(diào)制解調(diào)器的波特率為2400bps,這樣更有利于通信。n設(shè)置發(fā)問(wèn)方和應(yīng)答方。兩臺(tái)調(diào)制解調(diào)器必須有一個(gè)為發(fā)送數(shù)據(jù)，另一個(gè)為接收數(shù)據(jù)，也就是我們說(shuō)的發(fā)問(wèn)方和應(yīng)答方。并非雙方都可以進(jìn)行發(fā)送和接收。這是很重要的一點(diǎn)。n要求為四線專(zhuān)線通信方式，所以在設(shè)置Modem時(shí)，也要設(shè)置通信方式為四線專(zhuān)線。設(shè)置調(diào)制解調(diào)器n設(shè)置四線專(zhuān)線通信協(xié)議。我們用的調(diào)制解調(diào)器里有兩種協(xié)議，分別為L(zhǎng)APM和MNP，我們只能在兩臺(tái)調(diào)制解調(diào)器中選擇同樣的一個(gè)協(xié)議，以免通信出錯(cuò)。n設(shè)置速率。n注：做到這里，調(diào)制解調(diào)器也快設(shè)置完了。但是還有最重要的一點(diǎn)，那就是保持設(shè)置。只有保持了設(shè)置，下次通信時(shí)就不會(huì)需要重新設(shè)置了