การ Interface กับ Serial Port (Part VI)

วันที่โพสต์: Oct 03, 2010 3:16:54 PM

การ Interface กับ Serial Port (Part VI)

Modem Control Register (MCR)

Table 11. แสดงรายละเอียดของ Modem Control Register.

Table 11. Modem Control Register.

MCR เป็น register ชนิด read/write สำหรับ bit 5, 6 และ 7 ถูก reserve ไว้

Line Status Register (LSR)

Table 12. แสดงรายละเอียดของ Line Status Register

Table 12. Line Status Register.

Line Status Register เป็น register ชนิด read only

Bit 7 จะบ่งบอกถึงความผิดปรกติของสิ่งที่รับเข้ามาใน FIFO เช่น มี bit ที่เสียหายหรือ parity ไม่ถูกต้องหรือ frame ของข้อมูลไม่ถูกต้องเป็นต้น

Bit 6 ถ้ามีค่าเป็น “1” จะแสดงว่าทั้งใน Tx holding register และ shift register ว่าง ซึ่ง Tx holding register จะเป็นตัวเก็บข้อมูลที่จะส่งในรูปแบบ parallel ส่วน shift register จะทำหน้าที่แปลงข้อมูลจาก parallel ให้เป็น serial ส่งออกไป

Bit 5 บ่งบอกว่าเฉพาะ Tx holding register ที่ว่างลง แต่ยังมีข้อมูลใน shift register อยู่ ความแตกต่างระหว่าง bit5 และ bit 6 คือ bit 5 บอกว่าสามารถส่งข้อมูลเข้าไปยัง Tx holding register และ Tx ก็ยังส่งข้อมูลอีก 1 byte ที่ค้างอยู่ใน shift register อยู่ ส่วน bit 6 บอกว่าไม่มีข้อมูลเหลือค้างในระบบการส่งแล้ว

Bit 4 เป็นตัวบอกว่าทางด้าน Rx อยู่ในสถานะ “space” หรือ “0” นานกว่าระยะเวลาของ 1 full word แล้ว ซึ่งระยะเวลาของ 1 full word หมายถึงเวลาของ (data bits)+(parity bit)+(start bit)+(stop bits)

Bit 3 จะเกิดขึ้นเมื่อปรากฏว่า bit สุดท้ายไม่ใช่ stop bit ซึ่งอาจจะเกิดจาก timing error เช่นการปรับ speed ของตัวรับกับตัวส่งไม่เท่ากัน

Bit 2 เป็นตัวบอกว่ามี parity error เกิดขึ้น แสดงว่าข้อมูลที่รับได้มี error หรือไม่ก็ตั้งเงื่อนไขของ parity ระหว่างตัวรับกับตัวส่งไม่ตรงกัน

Bit 1 บอกว่าเกิด overrun ขึ้น แสดงว่า software อ่านข้อมูลไม่ทัน ทำให้ข้อมูลที่รับเข้ามาใหม่ไปทับซ้อนแทนที่ข้อมูลเก่าที่ยังไม่ได้รับการ อ่านจาก software

Bit 0 บอกว่าข้อมูลรับเข้ามารออยู่ใน Rx buffer แล้ว พร้อมรอให้อ่านอยู่

Modem Status Register (MSR)

Table 13. แสดงรายละเอียดของ Modem Status Register

Table 13. Modem Status Register.

Modem Status Register เป็น register ชนิด read only

Bit 0 บอกว่า delta clear to send คำว่า delta หมายถึงมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น เช่นในกรณีนี้แสดงว่ามีการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ clear to send เกิดขึ้นเมื่อเทียบกับการอ่าน register นี้ในครั้งที่แล้ว bit 1 และ 3 ก็ทำหน้าที่ในทำนองเดียวกัน

Bit 2 บอกว่ามีการเปลี่ยนสถานะจาก “low เป็น “high” ที่สัญญาณ ring indicator เกิดขึ้น

Bit 4 ถึง 7 บอกถึงสถานะของสัญญาณนั้น ๆ

Scratch Register

Scratch register ไม่ได้นำมาใช้ในการสื่อสารของ PC โดยตรง แต่ใช้เป็นที่พักข้อมูลในการอื่น ซึ่งประโยชน์ที่พอจะพบใน PC/AT คือใช้ตรวจว่า UART เป็นเบอร์ 8250/8250B ซึ่งไม่ได้ออกแบบมาให้ใช้กับ PC/AT หรือเบอร์ 8250A/16450

Programming

Polling or Interrupt Driven?

การเขียน Program ทางสื่อสารจะมี 2 วิธีหลัก ๆ คือ

• • 1. Polling คือไปคอยอ่าน UART ว่ามีข้อมูลมาหรือไม่เป็นระยะ ๆ ซึ่งเป็นวิธีที่ต้องใช้เวลาของ CPU อย่างมาก และทำให้สื่อสารด้วย speed ที่ไม่สูงเพราะจะทำให้ poll ไม่ทันเช่นอาจจะใช้ได้เพียง สิบ ๆ Kbps ขึ้นอยู่กับความเร็วของ CPU

    2. สร้าง Interrupt handler เพื่ออ่านข้อมูลจาก UART เมื่อมี interrupt เกิดขึ้น วิธีนี้จะสามารถสื่อสารได้เร็วขึ้นมากเช่น 115.2 Kbps หรือมากกว่านี้ขึ้นอยู่กับความเร็วของ UART และ CPU ที่ใช้

Termpoll.c - A Simple Comms Program using Polling

/* Name : Sample Comm's Program - Polled Version - termpoll.c */ /* Written By : Craig Peacock (cpeacock@senet.com.au) */ /* Date : Saturday 22nd February 1997 */ /* Copyright 1997 CRAIG PEACOCK (cpeacock@senet.com.au)*/ /* See http://www.senet.com.au/~cpeacock/serial.htm */ /* For More Information */ #include  #include  #include  #define PORT1 0x3F8 /* Defines Serial Ports Base Address */ /* COM1 0x3F8 */ /* COM2 0x2F8 */ /* COM3 0x3E8 */ /* COM4 0x2E8 */ void main(void) { int c; int ch; outportb(PORT1 + 1 , 0); /* Turn off interrupts - Port1 */ /* PORT 1 - Communication Settings */ outportb(PORT1 + 3 , 0x80); /* SET DLAB ON */ outportb(PORT1 + 0 , 0x03); /* Set Baud rate - Divisor Latch Low Byte */ /* Default 0x03 = 38,400 BPS */ /* 0x01 = 115,200 BPS */ /* 0x02 = 56,700 BPS */ /* 0x06 = 19,200 BPS */ /* 0x0C = 9,600 BPS */ /* 0x18 = 4,800 BPS */ /* 0x30 = 2,400 BPS */ outportb(PORT1 + 1 , 0x00); /* Set Baud rate - Divisor Latch High Byte */ outportb(PORT1 + 3 , 0x03); /* 8 Bits, No Parity, 1 Stop Bit */ outportb(PORT1 + 2 , 0xC7); /* FIFO Control Register */ outportb(PORT1 + 4 , 0x0B); /* Turn on DTR, RTS, and OUT2 */ printf("\nSample Comm's Program. Press ESC to quit \n"); do { c = inportb(PORT1 + 5); /* Check to see if char has been */ /* received. */ if (c & 1) {ch = inportb(PORT1); /* If so, then get Char */ printf("%c",ch);} /* Print Char to Screen */ if (kbhit()){ch = getch(); /* If key pressed, get Char */ outportb(PORT1, ch);} /* Send Char to Serial Port */ } while (ch !=27); /* Quit when ESC (ASC 27) is pressed */ }

การ polling ไม่ใช่ว่าจะไม่ควรใช้เสียทีเดียว มันยังมีประโยชน์อยู่เช่น ใช้ตรวจสอบว่า UART อยู่ที่ address ไหนและใช้ IRQ ใดโดยการ enable ทีละ IRQ ผ่าน PIC ซึ่งสามารถใช้ตรวจหาอุปกรณ์อื่น ๆ ด้วยเช่น Modem เป็นต้น

Buff1024.c - An Interrupt Driven Comms Program

/* Name : Sample Comm's Program - 1024 Byte Buffer - buff1024.c */ /* Written By : Craig Peacock (cpeacock@senet.com.au) */ /* Copyright 1997 CRAIG PEACOCK (cpeacock@senet.com.au) */ /* See http://www.senet.com.au/~cpeacock/serial.htm */ /* For More Information */ #include  #include  #include  #define PORT1 0x2E8 /* Port Address Goes Here */ /* Defines Serial Ports Base Address */ /* COM1 0x3F8 */ /* COM2 0x2F8 */ /* COM3 0x3E8 */ /* COM4 0x2E8 */ #define INTVECT 0x0B /* Com Port's IRQ here */ /* (Must also change PIC setting) */ int bufferin = 0; int bufferout = 0; char ch; char buffer[1025]; void interrupt (*oldport1isr)(); void interrupt PORT1INT() /* Interrupt Service Routine (ISR) for PORT1 */ { 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); } void main(void) { int c; outportb(PORT1 + 1 , 0); /* Turn off interrupts - Port1 */ oldport1isr = getvect(INTVECT); /* Save old Interrupt Vector for */ /* later recovery */ setvect(INTVECT, PORT1INT); /* Set Interrupt Vector Entry */ /* COM1 - 0x0C */ /* COM2 - 0x0B */ /* COM3 - 0x0C */ /* COM4 - 0x0B */ /* PORT 1 - Communication Settings */ outportb(PORT1 + 3 , 0x80); /* SET DLAB ON */ outportb(PORT1 + 0 , 0x03); /* Set Baud rate - Divisor Latch Low Byte */ /* Default 0x03 = 38,400 BPS */ /* 0x01 = 115,200 BPS */ /* 0x02 = 56,700 BPS */ /* 0x06 = 19,200 BPS */ /* 0x0C = 9,600 BPS */ /* 0x18 = 4,800 BPS */ /* 0x30 = 2,400 BPS */ outportb(PORT1 + 1 , 0x00); /* Set Baud rate - Divisor Latch High Byte */ outportb(PORT1 + 3 , 0x03); /* 8 Bits, No Parity, 1 Stop Bit */ outportb(PORT1 + 2 , 0xC7); /* FIFO Control Register */ outportb(PORT1 + 4 , 0x0B); /* Turn on DTR, RTS, and OUT2 */ outportb(0x21,(inportb(0x21) & 0xF7)); /* Set Programmable Interrupt */ /* Controller */ /* COM1 (IRQ4) - 0xEF */ /* COM2 (IRQ3) - 0xF7 */ /* COM3 (IRQ4) - 0xEF */ /* COM4 (IRQ3) - 0xF7 */ outportb(PORT1 + 1 , 0x01); /* Interrupt when data received */ printf("\nSample Comm's Program. Press ESC to quit \n"); do { if (bufferin != bufferout){ch = buffer[bufferout]; bufferout++; if (bufferout == 1024) bufferout = 0; printf("%c",ch);} if (kbhit()){c = getch(); outportb(PORT1, c);} } while (c !=27); outportb(PORT1 + 1 , 0); /* Turn off interrupts - Port1 */ outportb(0x21,(inportb(0x21) | 0x08)); /* MASK IRQ using PIC */ /* COM1 (IRQ4) - 0x10 */ /* COM2 (IRQ3) - 0x08 */ /* COM3 (IRQ4) - 0x10 */ /* COM4 (IRQ3) - 0x08 */ setvect(INTVECT, oldport1isr); /* Restore old interrupt vector */ }

หมายเหตุ Source code ข้างบนนี้เป็นการย่นย่อเพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจ ในทางปฏิบัติจริง เมื่อเข้าสู่ communication program ควรมีการเก็บค่า status ของ registers ต่าง ๆ ใน UART ไว้ และก่อนที่จะออกจาก communication program ก็ต้องทำการ restore มันกลับสภาพเดิม เพื่อ program อื่นจะได้ใช้ต่อไป