ecos串口操作

2007/01/03  asdjf@163.com      串口可以用来监控程序、MODEM控制、GDB通信、数据传输......ecos是通过设备文件来访问相关串口设备的，再也不必关心底层硬件细节，什么FIFO、什么控制寄存器通通不必理会。ecos抽象串口为一个设备文件，串口0为“/dev/ser0”文件，串口1为“/dev/ser1”文件，依此类推。ecos自动枚举串口，能自动识别普通串口和MODEM串口，能自动识别各种版本的16C55x工业标准，能编译时配置是否需要RAM缓冲区及其大小(带缓冲区的自动基于中断驱动)，系统开发人员只要确定串口寄存器基地址即可，用户只要操作抽象的串口文件即可。     抽象的串口啥也不用操心了，ecos替我们处理了大部分工作，剩下的只有读写真正的数据和读写串口自身的属性(波特率/停止位等)。其实，不光串口如此，ecos把所有的设备都抽象为文件，他们的操作都是类似的，API函数都是同一组。下面以串口操作为例分别介绍：     cyg_io_lookup(         设备文件名，         句柄     )     设备使用前要先查找这个设备并将设备名映射到适当的设备句柄并返回。以后操作都用本次函数得到的句柄。还是老样子，cyg表示cygnus公司出品，io表示IO设备操作，lookup是具体操作内容---“查找”，下同。函数名字很容易记忆的。     cyg_io_write/cyg_io_read(         句柄，         缓冲区，         长度     )     从缓冲区向串口写入/从串口向缓冲区读入指定长度的数据。     cyg_io_get_config/cyg_io_set_config(         句柄，         配置信息类型，         缓冲区，         长度     )     运行时(runtime)配置信息的读取/设置。     配置信息类型包括：串口属性信息、内部buffer信息、内部缓冲区操作(清空输入/输出)、阻塞/非阻塞访问方式设置。     我们这里的范例只用到了设置串口属性信息CYG_IO_SET_CONFIG_SERIAL_INFO操作。函数调用结束时，缓冲区里存放的就是串口属性信息，包括：波特率、停止位、奇偶校验、字长、硬件流控。其中：     字长为下列四值之一：5、6、7、8。     波特率为下述值之一：50、75、110、134.5、150、200、300、600、1200、1800、2400、3600、4800、7200、9600、14400、19200、38400、57600、115200、234000。     停止位为下述值之一：1、1.5、2。(大多数系统中停止位1.5只在字长为5时才有效)     奇偶校验方式：无、奇、偶、MARK、SPACE。     硬件流控：有、无。          好啦，现在根据程序讲一下用法。先查找串口0对应的设备文件“/dev/ser0”，再设置串口属性(115200/1停止位/无校验/8字长/无硬件流控)，后面就可以用read/write直接读写数据了，简单吧！专注在想做的事情上，不用再分心考虑细节，串口抽象到最后，就是读写数据和读写属性。缺省的测试是回显输入的字符，注释里是另一个测试，每隔1秒显示一个数字0-9，周而复始。          到目前为止，我们已经了解了多任务编程、IO操作、中断编程、网络编程、串口操作，那么现在就可以做一些有价值的事情了。比如：做一个串口转以太网设备。有了ecos平台，您现在需要的只是创意和思路。可以设计一个串口控制协议，完成串口和网络数据桥接，可以让协议栈主动连接，也可以被动等待，还可以多任务并发(把一个串口虚拟成多个)，如果你有其他此类设备上的源码，不妨移到这个平台上验证一下，无论稳定性、速度、可扩展性、功耗都可以得到ecos平台的保证。目前提供的这个ecos平台采用基于中断的串口，128字节内部缓冲，FreeBSD完整协议栈，提供串口和网络模板程序，唯一需要您做的就是提供创意。您既可以直接利用ecos平台开发，也可以将其作为核心思路的快速验证平台。     您现在可以用AT指令操作MODEM，还可以做个FTP客户端/服务器，SMTP/POP3收发邮件，亦或作个web server发布您的个人主页，这个“刀片式”/“提箱式”服务器比PC机省电^_^     您可以在ecos平台上操作USB、硬盘、CF卡等设备，重做所有实验，是不是感觉编程更容易了，没有细节干扰思路更清楚了！当然，ecos内核支持文件系统，连这些细节也可以屏蔽，抽象成“按名存取”，后面会讲文件系统。      /* 串口操作 */ #include <cyg/io/serialio.h> #include <cyg/io/io.h> #include <cyg/infra/diag.h> #include "cyg/kernel/kapi.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define SCIF_BAUDRATE CYGNUM_SERIAL_BAUD_115200 #define STACK_SIZE 0x1000 static char stack[STACK_SIZE]; static cyg_thread thread_data; static cyg_handle_t thread_handle; void tmain(cyg_addrword_t p) {     static char c,b[]={"1234567890"};     int res,i;     cyg_uint32 len;     cyg_io_handle_t ser;              cyg_serial_info_t serial_info = CYG_SERIAL_INFO_INIT( SCIF_BAUDRATE, CYGNUM_SERIAL_STOP_1, CYGNUM_SERIAL_PARITY_NONE, CYGNUM_SERIAL_WORD_LENGTH_8, 0 );     len = sizeof(serial_info);          cyg_io_lookup("/dev/ser0", &ser);          res = cyg_io_set_config(ser, CYG_IO_SET_CONFIG_SERIAL_INFO, &serial_info, &len);     if (res != ENOERR)       diag_printf("set_config flow_control returned an error/n");              printf("Hello/n");     i=0;     while(1){       len = 1;       cyg_io_read(ser,&c,&len);       len = 1;       cyg_io_write(ser, &c, &len);     }     /*     while(1){       if(i>=10) i=0;       len = 1;       c=b;       cyg_io_write(ser, &c, &len);       cyg_thread_delay(100);       i++;     }     */ } void cyg_user_start(void) {     // Create a main thread, so we can run the scheduler and have time 'pass'     cyg_thread_create(6,                // Priority - just a number                       tmain,          // entry                       0,                 // entry parameter                       "sio test",        // Name                       &stack[0],         // Stack                       STACK_SIZE,        // Size                       &thread_handle,    // Handle                       &thread_data       // Thread data structure             );     cyg_thread_resume(thread_handle);  // Start it } 附录： UART串口的历史  2005/03/22     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(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。     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。          随着计算机的日益普及，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。     到此，UART的涵义就总结为：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，笔记本上的UART串口有被取消的趋势，因而有网友发出了“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。     话说自从贺氏(Hayes)公司推出了聪明猫(SmartModem)，他们制定的MODEM接口就成了业界标准，自此以后，所有公司制造的兼容猫都符合贺氏标准(连AT指令也兼容，大家一起抄他呗)。     细观贺氏制定的MODEM串口，与RS232标准大不相同。DTR在整个通信过程中一直保持有效，DSR在MODEM上电后/可以拨号前有效(取决于软件对DSR的理解)，在通信过程的任意时刻，只要DTR/DSR无效，通信过程立即终止。在某种意义上，这也可以算是流控，但肯定不是RS232所指的那种主流控。如果拘泥于RS232，你是不会理解DTR和DSR的用途的。     贺氏不但改了DTR和DSR，竟然连RTS和CTS的涵义也重新定义了。因此，RTS和CTS已经不具有最开始的意义了。从字面理解RTS和CTS，是用于半双工通信的，当DTE想从收模式改为发模式时，就有效RTS请求发送，DCE收到RTS请求后不能立即完成转换，需要一段时间，然后有效CTS通知DTE：DCE已经转到发模式，DTE可以开始发送了。在全双工时，RTS和CTS都缺省置为有效即可。然而，在贺氏的MODEM串口定义中，RTS和CTS用于硬件流控，和什么劳什子的全双工/半双工一点关系也没有。     注意，硬件流控是靠软件实现的，之所以强调“硬件”二字，仅仅是因为硬件流控提供了用于流量情况指示的硬件连线，并不是说，你只要把线连上，硬件就能自己流控。如果软件不支持，光连上RTS和CTS是没有用的。     RTS和CTS硬件流控的软件算法如下：(RTS有效表示PC机可以收，CTS有效表示MODEM可以收，这两个信号互相独立，分别指示一个方向的流量情况。)     PC端处理：       发. 当 发现（不一定及时发现） CTS (-3v to -15v)无效时，停止发送,           当 发现（不一定及时发现） CTS (3v to 15v)有效时，恢复发送；       收. 0<M<N<LEN_OF_RX_BUFFERS           当接收buffers中的bytes<M 时，给 RTS 有效信号（+3v to +15v),           当接收buffers中的bytes>N 时，给 RTS 无效信号（-3v to -15v);     MODEM端处理：           同上，但RTS与CTS交换。          MODEM引脚名称容易让人迷惑的原因是因为学习的是RS232标准，却使用贺氏标准的猫，两个标准风马牛不相及。

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