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() { //设置串口参数 init_rs232(); //写串口的例子 write_rs232(STR,strlen(STR)); //读串口的例子 read_rs232(); return(0); } init_rs232() { do{ inregs.h.ah=0; //AH=0表示初始化端口 inregs.h.al=0xe7; inregs.x.dx=0; //COM1 int86(0x14, &inregs, &outregs); }while(outregs.h.ah>=0x80); return(0); } write_rs232(char *string, int len) { int i; do{ inregs.h.ah=1;//发送AL寄存器的字符 inregs.h.al= *string; inregs.x.dx=0; int86(0x14, &inregs, &outregs); }while(outregs.h.al>=0x80); for(i=1;i<len;i++) { inregs.h.ah=1; inregs.h.al=*(string+i); inregs.x.dx=0; int86(0x14, &inregs, &outregs); } } read_rs232() { do{ inregs.h.ah=2; //读取AL寄存器中的字符 inregs.x.dx=0; int86(0x14, &inregs, &outregs); }while(outregs.h.al!=3||outregs.h.ah>=0x80); 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 */ #define INTVECT 0x0C /* Com Port's IRQ here (Must also change PIC setting) */ /* Defines Serial Ports Base Address */ /* COM1 0x3F8 */ /* COM2 0x2F8 */ /* COM3 0x3E8 */ /* COM4 0x2E8 */ 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 of 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, 0x0C); /* Set Baud rate - Divisor Latch Low Byte */ /* Default 0x03 = 38,400 BPS */ /* 0x01 = 115,200 BPS */ /* 0x02 = 57,600 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) &0xEF)); /* 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) | 0x10)); /* MASK IRQ using PIC */ /* COM1 (IRQ4) - 0x10 */ /* COM2 (IRQ3) - 0x08 */ /* COM3 (IRQ4) - 0x10 */ /* COM4 (IRQ3) - 0x08 */ setvect(INTVECT, oldport1isr); /* Restore old interrupt vector */ } |
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 */ /* 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 = 57,600 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 */ } |
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。