深入浅出Visual C++串口编程--深入浅出VC++串口编程之DOS的串口编程
在DOS平台下,操作串口主要有下列方式:通过BIOS调用、通过串口的硬件中断或通过对串口硬件进行轮询,本章将对以上三种方式进行具体的介绍并给出例子。
1.BIOS中断
在DOS操作系统下,IBM PC及其兼容机提供了一种灵活的串口I/O访问方法,即通过INT 14H调用ROM BIOS串行通讯例行程序。当设置AH为不同的值时,产生不同的功能:
AH 0 初始化端口
AH 1 向串口写字符
AH 2 从串口读字符
AH 3 取通讯口状态
初始化端口时(即当AH=0时),需要在AL寄存器中赋一字节初始化参数,其各项意义如图1;
图1 调用INT 14H时AL寄存器设置 |
当向串口写字符时(即当AH=1时),AL寄存器中的字符是需要写入的字符;
当向串口写字符时(即当AH=2时),AL寄存器中的字符是需要读取的字符。
看看下面的例程:
#include <stdio.h> #include <dos.h> #include <bios.h> #define STR "author:sbh" union REGS inregs,outregs; main() return(0); init_rs232() return(0); write_rs232(char *string, int len) for(i=1;i<len;i++) read_rs232() return(0); |
其中使用的int86函数的原型为:
int _Cdecl int86(int intno, union REGS *inregs, union REGS *outregs); |
int86()函数可以调用BIOS功能,现在的程序员们已经很少接触这个函数,80%的程序员甚至都未曾见过这个函数。其实,在茹毛饮血的DOS时代,int86()函数几乎是最常用和最核心的函数之一。几乎可以说,在那个时代,不会int86()就等于不会编程。而与int86配合使用的,就是REGS这样一个联合体,定义为:
union REGS { struct WORDREGS x; struct BYTEREGS h; }; |
其中的WORDREGS定义为:
struct WORDREGS { unsigned int ax, bx, cx, dx, si, di, cflag /*进位标志*/, flags /*标志寄存器*/; }; |
而BYTEREGS则定义为:
struct BYTEREGS { unsigned char al, ah, bl, bh, cl, ch, dl, dh; }; |
原来WORDREGS和BYTEREGS是16位的8086处理器内部的寄存器啊!因此,当CPU发展到286、386以后,再安装DOS也是建立在利用CPU实模式的基础上的!
另外一个函数与int86()的功能是类似的:
Int _Cdecl int86x(int intno, union REGS inregs, union REGS outregs, struct SREGS segregs); |
其中的SREGS为段寄存器结构体,定义为:
struct SREGS { unsigned int es; unsigned int cs; unsigned int ss; unsigned int ds; }; |
int86和int86x这两个函数的功能都是执行一个由参数intno指定的8086软中断。在执行软中断之前,两个函数都把inregs中的内容放置到各寄存器中(int86x还把segregs.x.es和segregs.x.ds的值存到相应的段寄存器中),软中断返回后,这两个函数都把当前寄存器的值存到outregs,并把系统进位标志拷贝到outregs.s.cflag中,把8086标志寄存器值存到outregs.x.flag中(int86x还恢复DS,并设置Segregs.es和Segregs.ds的值为对应段寄存器的值)。
查阅BIOS中断调用手册,发现绝大多数调用都未用到ES和DS段寄存器,故在程序设计中经常只利用了int86函数。
2.硬件中断
为了给读者一个直观的印象,我们通过在Windows操作系统中查看COM的资源属性获得某COM对应的中断号,如图2(该对话框中设备管理器中开启)。
图2 COM中断号 |
实际上COM的确直接对应于一个中断,而系统也按照一定的规律为各类硬件分配了一个较固定的中断号,如表1。
表1 中断向量表
INT (Hex) | IRQ | Common Uses |
08 | 0 | System Timer |
09 | 1 | Keyboard |
0A | 2 | Redirected |
0B | 3 | Serial Comms. COM2/COM4 |
0C | 4 | Serial Comms. COM1/COM3 |
0D | 5 | Reserved/Sound Card |
0E | 6 | Floppy Disk Controller |
0F | 7 | Parallel Comms. |
70 | 8 | Real Time Clock |
71 | 9 | Reserved |
72 | 10 | Reserved |
73 | 11 | Reserved |
74 | 12 | PS/2 Mouse |
75 | 13 | Maths Co-Processor |
76 | 14 | Hard Disk Drive |
77 | 15 | Reserved |
通过编写COM对应的中断服务程序,我们也可以操作串口,涉及到的相关函数有:
(1)设置中断向量表
/*dos.h*/ void _Cdecl setvect (int interruptno, void interrupt (*isr) ()); |
例如,COM3对应的中断号是4,那么对应中断向量表中的地址是0x0C,设置0x0C对应中断程序的函数为:
setvect(0x0C, PORT1INT); |
其中的中断服务程序PORT1INT为:
void interrupt PORT1INT() { int c; do { c = inportb(PORT1 + 5); if (c &1) { buffer[bufferin] = inportb(PORT1); bufferin++; if (bufferin == 1024) bufferin = 0; } } while (c &1); outportb(0x20, 0x20); } |
上述中断服务程序检查是否有字符可接收,其后将其通过inportb(PORT1)语句将其从UART中读出并放入输入buffer。持续的检查UART,以便能在一次中断里读取所有可获得的数据。
最后的"outportb(0x20,0x20);"语句告诉可编程中断控制器(Programmable Interrupt Controller,PIC)中断已经完成。
(2)读取中断向量表
/*dos.h*/ void interrupt (* _Cdecl getvect(int interruptno)) (); |
例如:
oldport1isr = getvect(INTVECT); |
其中的oldport1isr定义为:
void interrupt (*oldport1isr)(); |
我们融合setvect()函数、中断服务程序和getvect()函数,给出一个由Craig Peacock编写的完备例程:
/* Name : Sample Comm's Program - 1024 Byte Buffer - buff1024.c */ /* Written By : Craig Peacock <cpeacock@senet.com.au> */ #include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> #define PORT1 0x3F8 /* Port Address Goes Here */ /* Defines Serial Ports Base Address */ int bufferin = 0; void interrupt(*oldport1isr)(); void interrupt PORT1INT() /* Interrupt Service Routine (ISR) for PORT1 */ void main(void) oldport1isr = getvect(INTVECT); /* Save old Interrupt Vector of later setvect(INTVECT, PORT1INT); /* Set Interrupt Vector Entry */ /* PORT 1 - Communication Settings */ outportb(PORT1 + 3, 0x80); /* SET DLAB ON */ outportb(0x21, (inportb(0x21) &0xEF)); /* Set Programmable Interrupt Controller */ outportb(PORT1 + 1, 0x01); /* Interrupt when data received */ printf("/nSample Comm's Program. Press ESC to quit /n"); do if (kbhit()) outportb(PORT1 + 1, 0); |
3.硬件查询
通过读取和写入串口UART对应的硬件端口,我们可以控制串口的收发。请看下面的例子:
/* Name : Sample Comm's Program - Polled Version - termpoll.c */ /* Written By : Craig Peacock <cpeacock@senet.com.au> */ #include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> 00000000000000000000#define PORT1 0x3F8 /* Defines Serial Ports Base Address */ void main(void) /* PORT 1 - Communication Settings */ outportb(PORT1 + 3, 0x80); /* SET DLAB ON */ printf("/nSample Comm's Program. Press ESC to quit /n"); do if (kbhit()) |
程序中的
c = inportb(PORT1 + 5); /* Check to see if char has been */ /* received. */ if (c &1) |
检查PORT1 + 5端口地址,通过c&1可以判断是否有数据被UART接收到。关于UART对应的端口范围,从图2中也可以直观地看出。
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