Работа с портами COM и LPT на низком уровне

Архитектура ПК.

Сначала определимся, что же такое работа на высоком и на низком уровне.

Под работой на высоком уровне понимают обращение к порту через ОС и под её контролем.

Дело в том, что в Windows обращение к любому устройству аналогично обращению к одноимённому файлу. То есть, если мы хотим считать данные из порта, например, COM1, то мы должны открыть файл с именем “COM1”. Для этого используются WinAPI функции OpenFile("COM1",,,,,), ReadFile, WriteFile, CreateFile и т.д. Их описание есть в «помощи» любого языка и в соответствующей литературе, в т.ч. и в [1], по этому мы не будем на них подробно останавливаться. Эти функции являются функциями ОС, а не языка, по этому одинаковы во всех языках программирования. Отличается лишь форма их записи.

Под работой на низком уровне понимают непосредственное обращение к регистрам контроллера порта из адресного пространства. АП - это абстрактное понятие, выражающее отправную точку, относительно которой происходит адресация всех устройств компьютера.

Работа на высоком уровне позволяет легко реализовывать протоколы и функции, заложенные разработчиками ОС, но затрудняет реализацию собственных. Работа на низком уровне напротив, открывает широкие возможности для творчества, но реализация более-менее сложного протокола может потребовать знания ассемблера, много времени и, скорее всего, будет нагружать процессор лишними функциями. Кроме того, доступ к некоторым регистрам (а след. и ножкам) порта невозможно (без специальных знаний) получить из адресного пространства и наоборот, некоторые комбинации выводов невозможно «зажечь» с помощью API. Таким образом, работа на высоком и на низком уровне, это не взаимоисключающие понятия, а всего лишь разный подход к управлению портом.

Рассмотрим структуру стандартного порта.

Рис.1 Структура стандартного порта.

Этот макет наиболее наглядно представляет структуру стандартного порта ввода/вывода, к которым относятся COM и LPT.

Как видно, порт содержит базовый регистр – это первый этап на пути к нужной ножке из АП. Базовый регистр содержит в себе несколько подрегистров (ПР) (называемых ещё «смещением адреса»). В зависимости от их типа, связь их с БР может быть двусторонней (запись и чтение) или односторонней (запись или чтение).

Каждому ПР соответствует какое то количество ножек порта. Т.е. разные ножки порта принадлежат разным подрегистрам и для того, чтобы выставить на них какое-то состояние или считать его с какой нибудь ножки, надо сначала обратится к соотв. ей ПР.

Некоторые ПР вообще не имеют непосредственного отношения к выводам порта, т.к. являются регистрами состояния. Их используют для настройки порта. Например, некоторое количество ножек порта могут работать на передачу/приём. Для того, чтобы установить режим их работы (передача, приём или передача и приём) в соотв. ПР порта записывают определённый код. Ориентируясь на него, контроллер порта устанавливает соотв. режим работы этих ножек.

Каждой ножке в ПР соответствует весовой коэффициент в двоичном коде. Т.е. для того, чтобы выставить “1” на каком то выводе порта, нужно записать в соответствующий ей подрегистр её весовой коэффициент. Напротив, при считывании состояния входной линии порта, порт вернёт не состояние “0” или “1”, а “0” или “N”, где N – весовой коэффициент данной ножки. Возвращение портом “0” означает, что на входе “0”. Возвращение же “N” означает, что на входе “1”.

Указанные действия в языке Паскаль 7.0 выполняет процедура port[]. Формат её записи следующий: port[b+n]:=m; Где:

b – адрес БР порта.

n – номер подрегистра.

m – весовой коэффициент вывода.

Попробуем с её помощью установить “1” на выводе RTS(7) COM порта.

Для этого обратимся к таблице 1:

Сигнал.	Контакт разъёма DB-9S.	Направление.	Подрегистр.	Вес.
TxD		Передача.	Х	Х
RxD		Приём.	Х	Х
DTR		Передача.
DSR		Приём.
RTS		Передача.
CTS		Приём.
DCD		Приём.
RI		Приём.
GND		Земля.	X	X

Таблица 1. Назначение контактов COM порта (разъём DB-9S.)

Как следует из таблицы, выводу RTS соответствует 7 контакт стандартного девятиконтактного COM порта. Он относится к 4 подрегистру и имеет в нём вес равный 2.

Адрес базового регистра, это адрес порта. Для COM1 он равен $3F8 (для COM2 - $2F8, для LPT1 - $378, LPT2 - $278).

Таким образом, мы можем записать:

program prim1;

uses crt,dos;

Дата добавления: 2017-01-14