c语言socket通信（2篇）
1.c语言socket通信 篇一
C语言实现串行通信接口程序
摘 要 本文说明了异步串行通信(RS-232)的工作方式，探讨了查询和中断两种软件接口利弊，并给出两种方式的C语言源程序。
的I/O通道之一，以最简单方式组成的串行双工线路只需两条信号线和一条公共地线，因此串行通信既有线路简单的优点同时也有它的缺点，即通信速率无法同并行通信相比，实际上EIA RS-232C在标准条件下的最大通信速率仅为20Kb/S。
尽管如此，大多数外设都提供了串行口接口，尤其在工业现场RS-232C的应用更为常见。IBM PC及兼容机系列都有RS-232的适配器，操作系统也提供了编程接口，系统接口分为DOS功能调用和BIOS功能调用两种：DOS INT 21H的03h和04h号功能调用为异步串行通信的接收和发送功能;而BIOS INT 14H有4组功能调用为串行通信服务，但DOS和BIOS功能调用都需握手信号，需数根信号线连接或彼此间互相短接，最为不便的是两者均为查询方式，不提供中断功能，难以实现高效率的通信程序，为此本文采用直接访问串行口硬件端口地址的方式，用C语言编写了串行通信查询和中断两种方式的接口程序。
1.串行口工作原理
微机串行通信采用EIA RS-232C标准，为单向不平衡传输方式，信号电平标准±12V，负逻辑，即逻辑1(MARKING)表示为信号电平-12V，逻辑0(SPACING)表示为信号电平+12V，最大传送距离15米，最大传送速率19.6K波特，其传送序列如图1，平时线路保持为1，传送数据开始时，先送起始位(0),然后传8(或7，6，5)个数据位(0，1)，接着可传1位奇偶校验位，最后为1～2个停止位(1)，由此可见，传送一个ASCII字符(7位)，加上同步信号最少需9位数据位。
@@T8S12300.GIF;图1@@
串行通信的工作相当复杂，一般采用专用芯片来协调处理串行数据的发送接收，称为通用异步发送/接收器(UART)，以节省CPU的时间，提高程序运行效率，IBM PC系列采用8250 UART来处理串行通信。
在BIOS数据区中的头8个字节为4个UART的端口首地址，但DOS只支持2个串行口：COM1(基地址0040：0000H)和COM2(基地址0040：0002H)。8250 UART共有10个可编程的单字节寄存器，占用7个端口地址，复用地址通过读/写操作和线路控制寄存器的第7位来区分。这10个寄存器的具体功能如下：
COM1(COM2) 寄存器
端口地址 功能 DLAB状态
3F8H(2F8H) 发送寄存器(写) 0
3F8H(2F8H) 接收寄存器(读) 0
3F8H(2F8H) 波特率因子低字节 1
3F9H(2F9H) 波特率因子高字节 1
3F9H(2F9H) 中断允许寄存器 0
3FAH(2FAH) 中断标志寄存器
3FBH(2FBH) 线路控制寄存器
3FCH(2FCH) MODEM控制寄存器
3FDH(2FDH) 线路状态寄存器
3FEH(2FEH) MODEM状态寄存器
注：DLAB为线路控制寄存器第七位在编写串行通信程序时，若采用低级方式，只需访问UART的.这10个寄存器即可，相对于直接控制通信的各个参量是方便可靠多了。其中MODEM控制/状态寄存器用于调制解调器的通信控制，一般情况下不太常用;中断状态/标志寄存器用于中断方式时的通信控制，需配合硬件中断控制器8259的编程;波特率因子高/低字节寄存器用于初始化串行口时通信速率的设定;线路控制/状态寄存器用于设置通信参数，反映当前状态;发送/接收寄存器通过读写操作来区分，不言而喻用于数据的发送和接收。
UART可向CPU发出一个硬件中断申请，此中断信号接到中断控制器8259，其中COM1接IRQ4(中断OCH)，COM2接IRQ3(中断OBH)。用软件访问8259的中断允许寄存器(地址21H)来设置或屏蔽串行口的中断，需特别指出的是，设置中断方式串行通信时，MODEM控制寄存器的第三位必须置1，此时CPU才能响应UART中断允许寄存器许可的任何通信中断。
2.编程原理
程序1为查询通信方式接口程序，为一典型的数据采集例程。其中bioscom函数初始化COM1(此函数实际调用BIOS INT 14H中断0号功能)。这样在程序中就避免了具体设置波特率因子等繁琐工作，只需直接访问发送/接收寄存器(3F8H)和线路状态寄存器(3FDH)来控制UART的工作。线路状态寄存器的标志内容如下：
第0位 1=收到一字节数据
第1位 1=所收数据溢出
第2位 1=奇偶校验错
第3位 1=接收数据结构出错
第4位 1=断路检测
第5位 1=发送保存寄存器空
第6位 1=发送移位寄存器空
第7位 1=超时
当第0位为1时，标志UART已收到一完整字节，此时应及时将之读出，以免后续字符重叠，发生溢出错误，UART有发送保持寄存器和发送移位寄存器。发送数据时，程序将数据送入保持寄存器(当此寄存器为空时)，UART自动等移位寄存器为空时将之写入，然后把数据转换成串行形式发送出去。
本程序先发送命令，然后循环检测，等待接收数据，当超过一定时间后视为数据串接收完毕。若接收到数据后返回0，否则返回1。
若以传送一个ASCII字符为例，用波特率9600 b/s，7个数据位，一个起始位，一个停止位来初始化UART，则计算机1秒可发送/接收的最大数据量仅为9600/9=1074字节，同计算机所具有的高速度是无法相比的，CPU的绝大部分时间耗费在循环检测标志位上。在一个有大量数据串行输入/输出的应用程序中，这种消耗是无法容忍的，也不是一种高效率通信方式，而且可以看到，在接收一个长度未知的数据串时，有可能发生遗漏。
程序2是一组中断方式通信接口程序。微机有两条用于串行通信的硬件中断通道IRQ3(COM2)和IRQ4(COM1)，对应中断向量为OBH和OCH，可通过设置中断屏蔽寄存器(地址21H)来开放中断。置1时屏蔽该中断，否则开放中断。硬件中断例程必须在程序末尾往中断命令寄存器(地址20H)写入20H，即
MOV AL， 20H
OUT 20H， AL用以将当前中断服务寄存器清零，避免中断重复响应。
每路UART有4组中断，程序可通过中断允许寄存器(3F9H)来设置开放那路中断。这4组中断的位标志如下：
第0位 1=接收到数据
第1位 1=发送保持寄存器为空
第2位 1=接收数据出错
第3位 1=MODEM状态寄存器改变
第4～7位为0
在中断例程中检查UART的中断标志寄存器(3FAH)，确定是哪一组事件申请中断。该寄存器第0位为0时表示有中断申请，响应该中断并采取相应措施后，UART自动复位中断标志;第2，1位标志中断类型，其位组合格式如下：代码 中断类型 复位措施11接收出错读线路状态寄存器10接收到数据读接收寄存器01发送寄存器空输出字符至发送寄存器00MODEM状态改变读MODEM状态寄存器这4组中断
的优先级为0号最低，3号最高。
在本组程序中，函数setinterrupt()和clearinterrupt()设置和恢复串行通信中断向量;cominit()初始化指定串行口并开放相应中断;sendcomdata()和getcomeomdata()用于发送和接收数据串;com1()和com2()为中断例程，二者均调用fax2()函数，fax2()函数为实际处理数据接收和发送的例程。明确了串行口的工作原理，就不难理解其具体程序。
3.结论
上述程序采用C语言编写，在BORLAND C++2.0集成环境中调试通过，为简单起见，只考虑了使用发送/接收两条信号线的情况，并未考虑使用握手信号线。
在实际应用中这两组程序尚有一些可修改之处。比如，中断接收程序中的缓冲区可改为循环表，以防数据溢出，尽可能保留最新数据。由于笔者水平所限，文中不足疏漏之处尚希行家指正。
程序1：
static int receive_delay=10000;
int may(unsigned par,char *comm,char *ss)
{int cs=0,j=0;
char *p;
bioscom(0,par,0); //com1
loop:p=comm;
inportb(0x3f8); //reset
do{ while((inportb(0x3f8+5)&0x20)==0); outportb(0x3f8,*p++);
}while(*p); //send command
os=0;j=0;
do{ if((inportb(0x3fd)&0x01)==0)
if(os〉receive_delay) break;
else { cs++;
continue; } ss[j++]=inportb(0x3f8); cs=0;
}while(l);
ss[j]=';
if(j) return 0;
else return 1;
程序2：
#include
#include
#include
#include
#inolude
#define maxsize 4096
#define SEND 2
#define RECEIVE 1
#define COM1 0
#define COM2 1
static unsigned char Hardinterrupt=0;
struct ComInterrupt
{int portadd;
int intbit;
char buf[maxsize],*comm;
int bufh,recount,sendcount;
}com[2]={{0x3f8,0x0c,”“,”“,0,0,0},
{0x2f8,0x0b,”“,”“,0,0,0} };
void static interrupt (*old_com[2])(void);
vold interrupt coml(vold);
void interrupt com2(void);
void fax2(int comnum);
void setinterrupt(int comnum);
void clearinterrupt(int comnum);
void cominit(int comnum, int para, int interruptmark);
void sendcomdata (int comnum,char *command);
int getcomdata (int comnum, char *buf);
void interrupt com1(void)
{fax2(0);}
void interrupt com2(void)
{fax2(1);}
// set cominterrupt, comnum 0=com1, 1=com2
void setinterrupt (int comnum)
{
old_com[comnum]=getvect(com[comnum].intbit);
if (!oomnum)
setvect(com[comnum].intbit,coml); //com1
else
setvect(com[comnum].intbit,com2); //com2
//set hard int
Hardinterrupt = inportb(0x21);
if(comnum)
outportb(0x21,Hardinterrupt&0xf7); //com2 ,0
else
outportb(0x21,Hardinterrupt&0xef); //com1 0,
}
void clear interrupt(int comnum)
{
if(comnum)
outportb(0x21,Hardinterrupt | 0x08); //COM2
else
outportb(0x21,Hardinterrupt|0x10); //COM1
setvect(com[comnum].intbit,old_com[comnum]);
for( i=0;i
com[comnum].sendcount=com[comnum].recount=com[comnum].bufh=0;
outportb(com[comnum].portadd+1,0);
outportb(com[comnum].por tadd+4,0x0);
}
void fax2(int i)//i=o,com1; i=1, com2
{ unsigned char mark;
mark=inport(com[i].portadd+2);
do
{
if(mark&0x4)// receive data
{ if (com[i].bufh==maxsize)
com[i].bufh=0; com[i].buf[com[i].bufh++]=inportb(com[i].portadd); com[
i].recount++;}
else if(mark&0x2)// send command
{ if(*com[i].comm)
outportb(com[i].p
ortadd,*com[
i].comm++);
com[i],sendcount++;}
else
outportb(com[i].portadd+1,1);
}
}while ((mark=inport([1]. portadd+2))!=1);
outportb(ox20,0x20); //hard int return
}
// interruptmark 1= reoeive, 2=send, 3=rec&send
void comint(int com, char para, int interruptmark)
{
bioscom(0, par, com);
//open com interrupt
outportbv (com[comnum]. portadd+4,0x8;
outportb (com[comnum].portadd+1,interruptmark);
}
void sendcomdata(int comnum,char * command)
{ unsigned char interruptmark;
com[comnum],comm=command;
com[comnum],sendcount=0;
//set send interrupt
interruptmark=inportb (com[comnum].portadd_1);
outportb (com[comnum].portadd+1.(interruptmark|2));
}
//get com_receivedate and clear com_receivebuf,
int getcomdata (int comnum, char * buf)
{ int result=com[comnum]. recount,i:
if(buf)
strncpy(buf,com[comnum].buf,com
[comnum].bufh);
buf[com[comnum].bufh]=" ;
com[comnum].recount=com [comnum].bufh=0;
retun(result);
}
2.c语言socket通信 篇二
关键词：C语言,数据通信,接口软件,广泛应用
通信技术是人类文明发展史上的一个永恒的话题, 通信系统传递的是消息, 而消息通常表现为语音、图像、文字等多种形式。这些形式的消息通过具有某种物理形态的电或光信号作为载体得以传输。目前许多大型先进设备的控制系统越来越先进, 系统的组成也越来越复杂, 这里面用到了许多先进的控制理论, 这些理论与控制系统之间的融合就是通过数据通信接口软件来完成的。随着信息技术的不断发展, C语言更展现了其强大的作用, 它在通信接口软件方面得到了越来越多的实际应用, 并且取得了不错的效果。
1 数据通信接口简介及典型程序设计语言
(1) 计算机通信系统是由计算机、终端设备、外部设备、中间连接设备以及传输介质等组成的系统, 涉及到各种各样的连接问题, 所谓接口, 简而言之就是各部分之间的连接界面。接口技术就是为了接口所面临的各种问题而采取的各种各样的技术。要通过接口技术将所连接的各部分组成一个有机的整体, 并使系统协调的运行。在标准通信子系统与通信中央处理器之间的接口被称为通信接口。
(2) 数据通信接口概述。计算机通信是计算机与通信技术相结合, 完成编码数据的传输、转换、存储和处理的通信技术, 也就是我们常说的数据通信。数据通信就是以计算机为中心, 用数据电路连接分布在远地的数据终端设备而进行数据通信的系统。数据通信通常是通过数据通信接口完成的, 一般有串行和并行的两种通讯方式。一般来说, 串行方式用的最多, 串行传输是构成字符的二进制代码序列在一条信道上以位为单位, 按照时间顺序逐位传输的方式。串行通信收、发双方只需要一条传输信道, 易于实现, 成本低。它有这些特点:1.通信线路数小, 线路利用率高, 适合于远距离连接;2.在发送端和接收端需要进行并/串转换和串/并转换;3.需要实施同步措施, 以确保不产生错字。
(3) 用于数据通信接口软件设计方面的语言很多, 例如最典型的应用是可编程逻辑控制器 (PLC) , 它具有三种通信语言, 梯形图、语句表、功能图, 此外, 它还支持VC、VB等不同的编程语言, 这样就可以满足客户的不同需求。
2 C语言的特点
C语言简洁、紧凑、使用方便、灵活, 程序书写灵活。C语言的特点如下:
(1) 运算符丰富。C语言共有34种运算符。C语言把括号、赋值、逗号等都作为运算符处理。从而使C语言的运算类型极为丰富, 可以实现其他高级语言难以实现的运算。
(2) 数据结构类型丰富。C语言除了具有自身规定的一些数据类型外, 还允许用户定义自己的数据类型, 以满足程序设计的需要。
(3) 具有结构化的控制语句。
(4) 语法限制不太严格, 程序设计自由度大。只要符合C语言的语法规则, 书写程序时所受的限制并不严格 (注意:编写程序时并不提倡这样做) 。
(5) C语言允许直接访问物理地址, 能进行 (hit) 操作, 能实现汇编语言的大部分功能, 可以直接对硬件进行操作。因此有人把它称为中级语言。
(6) 生成目标代码质量高, 程序执行效率高。
(7) 与汇编语言相比, 用C语言编写的程序可移植性好。
正是由于上面这些特点, 程序员在使用C语言编写程序时会感到限制少、灵活性大、功能强大, 可以编写出任何类型的程序。现在C语言不仅用来编写系统软件, 也用来编写应用软件。
3 在实际的设计中需要解决的一些问题
C语言具有很多优点, 但是在实际的通信接口软件设计中也有一些需要解决的问题, 如下:
(1) C语言是一种开放语言, 它在数据的保密性上有先天性的缺陷, 所以使用C语言设计的通信接口软件会存在一定的安全隐患, 无法确切保证数据的安全性。这也会直接导致数据通信接口软件在信息通讯中的作用受到一定的影响。对于这个缺陷的处理, 目前, 设计研发人员一般都会使用C++进行弥补。
(2) C语言的语法限制不太严格。例如, 缺乏数据类型的一致性检测和不进行数组下标越界检查。正式因为C语言允许编程者有较大的自由度, 是C语言容易通过编译, 但却难以查处运行中的错误。一定不要认为编译通过后, 程序就一定是正确的, 不一定能运行处正确的结果。要想解决这个问题, 必须要掌握调试调试程序的方法和技术。
(3) 从学习语言的难易程度上来看, C语言是比较难易掌握的, 需要大量的时间才能完全掌握它。
4 结论
上文简要的介绍了C语言和数据通信接口软件的设计, 并且列举了C语言在自动测量系统中通信接口软件中的应用, 最后分析了使用C语言进行编程的局限性。希望本文能够对相关的设计人员产生一定的参考意义。
参考文献
[1]张杰.C语言在通信接口软件设计中的应用[J].电力测试.2013, 01 (11) :9-10
[2]方明.工业控制系统关键通信接口软件技术研究与设计[J].西安电子科技大学学报.2010, 10 (31) :95-96