Комп’ютерне моделювання роботи послідовного порта (стр. 3 из 4)
0 0 0 0 0 ID1 ID0 PND
PND1 = немає переривання
0 = переривання
ID1, ID0 00 = зміна вхідного сигналу RS232 (пріоритет 3)
01 = регістр передавача порожній (пріоритет 2)
10 = у буферному регістрі приймача дані готові (пріоритет 1)
11 = помилка передачі даних чи зупинка (пріоритет 0, вищий ступінь)
Якщо процес обміну даними організований по перериваннях, то стале переривання повинно бути скинуте; у протилежному випадку коректність обміну даними порушиться. Дії, необхідні для очищення переривання, такі:
ID1 = 0, ID0 = 0 читання вмісту регістра стану модему (06h)
ID1 = 0, ID0 = 1 запис у регістр передавача (00h)чи читання регістра ідентифікації переривань (02h)
ID1 = 1, ID0 = 0 читання байта даних з буферного регістра приймача (00h)
ID1 = 1, ID0 = 1 читання регістра стану прийомопередавача (05h)
По зсуву 03h знаходиться регістр формату даних, що визначає такі параметри переданих даних, як швидкість, кількість бітів даних, кількість стопових бітів і настроювання перевірочного біту. Призначення бітів регістра приведене нижче:
DLABBRKPAR2 PAR1 PAR0 STOPDAB1 DAB0
DLAB1 = доступ до установки швидкості 0 = доступ до регістра приймача/регістру передавача (00h) й до регістра дозволу переривань
BRK1 = зупинка включена
0 = зупинка виключена
PAR2,1,0 000 = немає перевірки
001 = непарна
011 = парна
101 = завжди 1
111 = завжди
STOP1 = 2 стопових біти
0 = 1 стоповий біт
DAB1,0 00 = 5 біт даних
01 = 6 біт даних
10 = 7 біт даних
11 = 8 біт даних
Коли біт DLAB дорівнює 1, регістри прийомопередавача (00h) і дозволу переривань (01h) використовуються для завантаження дільника швидкості обміну. У перший записується молодший, у другий - старший байт дільника. Вони формують шістнадцятибітовий дільник, значення якого обчислюється за наступною формулою:
Дільник = байтрегістр 00h + 256×байт регістр 01h
У комп'ютері тактова частота, що подається в UART, складас 1,8432 Мгц. Усередині UARTеталонна частота утвориться як тактова, ділена на 16, і дорівнює 115200 Гц. Співвідношення між значеннями дільника і швидкістю можна представити у виді формули:
Для одержання швидкості 9600 бод необхідно, щоб дільник був рівний 12. Отже, у буферний регістр прийомопередавача (00h) повинно бути записане число 12, а в регістр дозволу переривань (01h) - нуль. Якщо в регістри дільника записана одиниця, то вийде найвища швидкість - 115200 бод.
По зсуву 04h розташований регістр керування модемом. У загальному випадку він використовується для керування двома виходами інтерфейсу - RTSі DTR. Призначення бітів регістра наступні:
0 00 LOOPОUT2 ОUT1 RTSDTR
біти 7-5 завжди нулі
LOOP1 = зворотний зв'язок доступний
0= зворотний зв'язок недоступний
ОUT2 1 = включено
0 = виключено, для внутрішнього використання
OUT1 1 = включено
0 = виключено, для внутрішнього використання
RTS1 = включено
0= виключено, є присутнім на роз’ємі RS232
DTR1 = включено
0 = виключено, є присутнім на роз’ємі RS232
По зсуву 05hзнаходиться регістр стану прийомопередавача, що містить інформацію про стан приймача і передавача UART. При використанні разом з регістром ідентифікації переривань (02h) можна установити джерело переривань. Призначення бітів регістра приведені нижче:
0 ТХЕ ТВЕ BREKFRMEPAREOVFERxRD
ТХЕ (передавач порожній) 1 = немає байту в регістрі передавача і регіcтрі зміщення
0 = у регістрі передавача та регістрі зміщення один байт
ТВЕ (буфер передавача порожній) 1 = немає байту в регістрі передавача 0 = у регістрі передавача один байт
BREK(зупинка) 1 = виявлена зупинка
0 = немає зупинки
FRME(помилка блоку) 1 = виявлена помилка
0 = немає помилки
PARE(помилка перевірки на парність) 1 = виявлена помилка
0 = немає помилки
OVFE(помилка переповнення) 1 = виявлена помилка
0 = немає помилки
RxRD(прийняті дані готові) 1 = прийняті дані знаходяться в регістрі приймача
0 = немає прийнятих даних
По зсуву 06h знаходиться регістр стану модему, що може використовуватися для визначення стану вхідних сигналів, зокрема DCD, DSR, CTS, RI, а також для зчитування чотирьох цифрових вхідних ліній. Призначення бітів регістру наступні:
DCDRIDSRCTSDDCDDRIDDSRDCST
DCD(виявлена несуча передачі даних) 1 = DCDактивна
0 = DCD неактивна
RI (індикатор дзвоника) 1 = RI активна
0 = RI неактивна
DSR (набір даних готовий) 1 = DSR активна
0 = DSRнеактивна
CTS(скидання для передачі) 1 = CTSактивна
0 = CTSнеактивна
DDCD(дельта DCD)1 = DCDзмінена з моменту останнього зчитування
0 = DCDбез змін
DRI(дельта RI)1 = RIзмінена з моменту останнього зчитування
0 = RI без змін
DDSR (дельта DSR) 1 = DSR змінена з моменту останнього зчитування
0 = DSR без змін
DCTS (дельта CTS) 1 = CTS змінена з моменту останнього зчитування
0 = CTS без змін
Регістр зі зсувом 07h - це байт пам'яті. Запис даних у регістр не впливає на операції UART.
Перетворювачі напруг
Вихідні сигнали керування (RTSта DTR)і вхідні сигнали стану (CTS, DSR, DCD) послідовного порту інвертовані. Послідовні сигнали даних SIN і SOUT не інвертовані. UART працює тільки з рівнем напруг ТТЛ/КМОП. Перетворювачі напруг розташовані між UART і роз’ємом RS232. Перетворювачі передавачів конвертують рівень напруги ТТЛ у рівень RS232, а перетворювачі приймачів - навпаки.
При включенні чи перезавантаженні комп'ютера BIOSперевіряє адреси всіх установлених послідовних портів. Якщо вона знаходить такий порт, то заносить базову адресу (двобайтове слово) у певну комірку пам'яті. Для СОМ1 це комірки 0000:0400h і 0000:0401h. Базову адресу можна одержати, злічивши їхній вміст. Комірки пам'яті, у яких міститься інформація про базові адреси встановлених послідовних портів, приведені нижче:
СОМ1: 0000:0400h - 0000:0401h
COM2: 0000:0402h - 0000:0403h
COM3: 0000:0404h - 0000:0405h
COM4: 0000:0408h - 0000:0407h
Однобайтова комірка пам'яті 0000:0411h у першому, другому і третьому бітах містить загальну кількість установлених СОМ-портів:
біт 3 = 0, біт 2 = 0, біт 1 = 0 СОМ-порти не встановлені
біт 3 = 0, біт 2 = 0, біт 1 = 1 встановлено один СОМ-порт
біт 3 = 0, біт 2 = 1, біт 1 = 0 встановлено два СОМ-порти
біт 3 = 0, біт 2 = 1, біт 1 = 1 встановлено три СОМ-порти
біт 3 = 1, біт 2 = 0, біт 1 = 0 встановлено чотири СОМ-порти
2.1.3 Способи керування портами у WINDOWS95 таWINDOWSXP
Програмне керування
У розділі приведені основні варіанти програмування послідовного порту.
Одержання базової адреси послідовного порту
Представлена програма, написана мовою QBASIC, виводить загальну кількість СОМ-портів, вбудованих у ПК, і їхні базові адреси. Рядок 20 зчитує байт з комірки пам'яті 0000:0411 h, використовуючи команду РЕЕК(). Біти 0,1 і 2 містять інформацію про кількість встановлених СОМ-портів. На ці три біти накладається маска за допомогою оператора AND(1+2+4) для визначення кількості портів. Рядок 30 зчитує два байти з комірок пам'яті, що містять базову адресу СОМ1. Рядки 40, 50 і 60 роблять те ж саме для інших портів.
10 DEFSEG=0
20 PRINT "Number of RS232 ports:", (PEEK(&H411) AND (1+2+4))
30 PRINT "Address of COM1:", PEEK(&H400)+256*РЕЕК(&H401)
40 PRINT "Address of CОM2:", PEEK(&H402)+256*PEEK(&H403)
50 PRINT "Address of COM3:", PEEK(&H404)+256*PEEK(&H405)
60 PRINT "Address of COM4:", PEEK(&H406)+256*PEEK(&H407)
70 INPUTX
Наступна функція, написана мовою TP6, зчитує інформацію про кількість встановлених портів і привласнює отримане значення змінній Number_of_ COM. Потім вона зчитує базові адреси з комірок пам'яті, де вони зберігаються, і привласнює адресу обраного порту змінній RS232_address.
(*-Бібліотека ресурсів № А6 (визначення базових адрес СОМ-портів).-*)
ProcedureCOM_address;
(* $0000:$0400 містить базову адресу порту СОМ1,
$0000:$0402 містить базову адресу порту COM2,
$0000:$0404 містить базову адресу порту COM3,
$0000:$0406 містить базову адресу порту COM4,
$0000:$0411 містить кількість СОМ-портів в двійковому форматі.*)
var
СOM:аггау[1..4] of integer;
COM_number.number_of_COM,code:integer;
Kbchar;char;
begin
clrscr;
COM_number:=1; (*Установка порту за замовчуванням.*)
Number_of_COM:=mem($0000:$0411); (*3читування кількості СОМ-портів.*)
Number_of_COM:=(Number_of_COM and (8+4+2)) shr 1;
COM[1]:=memw($0000:$0400); (*Процедура зчитувань з пам'яті.*)
СОМ[2]:=memw($0000:$0402);
СОМ[3]:=memw($0000:$0404);
СОМ[4]:=memw($0000:$0406);
Textbackground(blue); clrscr;
Textcolor(yellow); Textbackground(red); window(10,22,70,24); clrscr;
Writeln('Number of COM installed:', Number_of_COM:2);
writeln('Addresses for COM1 to COM4: ', COM[1];3', COM[2]:3', COM[3]:3', COM[4]:3);
write('Select COM to be used (1,2.3,4):');
delay(1000);
ifnumber_of_COM>1 then
begin(*Вибір конкретного порту, якщо встановлено кілька портів.*)
repeat
kbchar:=readkey; (*3читування значення з клавіші, що вводиться.*)
val(kbchar,COM_number,code); (*Перетворення символу в число.*)
until (COM_number>=1) and (COM_number<=4) and (COM[COM_number]<>0);
end; clrscr;
RS232_address:=COM[COM_number];
writeln('Your selected RS232 interface: COM', COM_number:1);
write('RS232 address:', RS232_address:4);
delay(1000);
textbackground(black);
window(1,1,80,25); clrscr;
end;
В наступному прикладі показана функція RS232(X), написана мовою TurboPascal для Windows. RS232(0) повертає кількість установлених СОМ-портів, RS232(1) - базову адресу СОМ1, RS232(2) - базову адресу COM2 і т.д.
(*-Бібліотека ресурсів № A6(визначення базових адрес СОМ-портів).-*)
(Universal auto detection of COM base address)
Function RS232(X:integer):integer; export;
(* $0000:$0400 містить базову адресу порту COM1,
$0000:$0402 містить базову адресу порту COM2,
$0000:$0404містить базову адресу порту COM3,
$0000:$0406 містить базову адресу порту COM4,
$0000:$0411 містить кількість СОМ-портів в двійковому форматі.*)
var
number_of_COM, СОМ1, COM2, COM3, COM4: integer;
begin
number_of_COM:=mem($40:$11); (*3читує кількість СОМ-портів *)
number_of_COM:=(number_of_COM and (8+4+2)) shr 1;
COM1:=0; COM2:=0; COM3: =0; COM4:=0;
COM1:=memw($40:$00); (*Процедура зчитування з пам'яті.*)
COM2.=memw($40:$02);
COM3:=memw($40:$04);
COM4:=memw($40:$06);
Case X of
0: RS232:=number of COM;
1: RS232:=COM1;
2: RS232:=COM2;
3: RS232:=COM3;
4: RS232:=COM4;
end;
end.
Ініціалізація СOM-порту
Перед тим як використовувати СOM-порт, його необхідно настроїти на визначений формат передачі даних, тобто встановити швидкість, кількість бітів даних, кількість стопових бітів та біт перевірки. Існує три методи настроювання. Перший полягає у використанні команди MODEопераційної системи MSDOS. Синтаксис команди можна представити так:
MODE COMm: baud=b, parity=p, data=d, stop=s, retry=r
або MODE COMm:b,p,d,s,r
MODECOM1:96,n,8,1 конфігурує порт СОМ1 з наступними параметрами: швидкість 9600 бод, без перевірки на парність, 8 біт даних, 1 стоповий біт. Зазначена команда може бути включена у файл autoexec.bat. Недолік такого методу - неможливість змінювати формат передачі даних у користувацьких програмах.