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九江学院 信息科学与技术学院 《嵌入式应用开发》课程设计 报告书 题 目： 多路复用串口通信程序设计 专 业： 计算机应用技术 班 级： B1012 姓 名： 祝木贤 学 号： 17 同组人员：无 指导老师：袁斯昊 设计时间：2012年10月29日~2012年11月02日 目 录 1.实训计划 1 2.问题描述 1 3.问题分析 1 4.业务逻辑 2 5.程序模块设计 3 6.技术原理与分析 4 7.系统测试 5 8.心得体会 6 9.参考文献 7 3.问题分析 3.1 可行性分析 本系统主要目的是实现宿主机与目标机之间的近距离串行通信，采用的宿主机是Intel X86架构的Red Hat Linux 9环境PC机，而目标机是ARM架构的开发板MagicARM2410。 本系统中目标机开发板的内核采用的是三星的S3C2410，该开发板采用核心板加底板的模式．核心板接口采用DIMM200标准连接器．工作非常可靠，可稳定运行在203 MHz的时钟频率下。串口线采用常用的RS 232C型接口模式，能实现计算机与开发板间的数据传输与控制。 3.1 系统需求 本系统采用Linux的minicom来控制开发板，不使用WINDOWS的超级终端。这样才能实现Linux系统与开发板的数据传输和控制。 Minicom控制的开发板和Linux终端同时运行各自程序通过串口分别向PC端，目标板传送信息，如下图所示： PC端向开发板发送信息（图1） 通过Minicom控制开发板向宿主机发送信息（图2） 这样，我们就实现了两台机器之间的多路复用式串口操作，每台机器均可以发送和接收数据。 4.业务逻辑 此系统是实现两台机器，即PC端和开发板之间的串口通信。PC机和开发板同时运行程序，PC端监视标准输入上的数据，如果有数据则写入到串口，使目标板读取。同时监视串口设备上的输入，如果有则将数据写入到普通文件中。开发板和PC端一样，监视标准输入上的数据，如果有数据则写入到串口，使PC端读取。同时监视串口设备上的输入，如果有则将数据写入到普通文件中。 以下是图示： PC端业务流程（图3） 开发板端业务流程（图4） 5.程序模块设计 串口通信软件的设计是系统成功运行的关键。C语言在结构性、可读性、可维护性上有明显的优势．更利于程序移植和扩展。因此本系统采用C语言进行程序的编写。PC端和开发板采用相同的程序，因此两台机器的程序使用相同的流程图。 整个程序首先打开串口设备文件并进行相关配置。调用select()函数，使它等待从标准输入（终端）文件中的输入以及从串口设备的输入。如果有标准输入上的数据，则写入到串口，使对方读取。如果有串口设备上的输入，则将数据写入到普通文件中。程序的流程图如下： 6.技术原理与分析 总的来说，I/O处理的模型有5种。 阻塞I/O模型：在这种模型下，若所调用的I/O函数没有完成相关的功能，则会使进程挂起，直到相关数据到达才会返回。如常见对管道设备、终端设备和网络设备进行读写时经常会出现这种情况。 非阻塞模型：在这种模型下，当请求的I/O操作不能完成时，则不让进程睡眠，而且立即返回。非阻塞I/O使用户可以调用不会阻塞的I/O操作，如open()、write()和read()。如果该操作不能完成，则会立即返回出错（例如：打不开文件）或者返回0（例如：在缓冲区中没有数据可以读取或者没空间可以写入数据）。 I/O多路转接模型：在这种模型下，如果请求的I/O操作阻塞，且它不是真正阻塞I/O，而是让其中的一个函数等待，在这期间，I/O还能进行其他操作。如本小节要介绍的select()和poll函数()，就是属于这种模型。 信号驱动I/O模型：在这种模型下，进程要定义一个信号处理程序，系统可以自动捕获特定信号的到来，从而启动I/O。这是由内核通知用户何时可以启动一个I/O操作决定的。 它是非阻塞的。当有就绪的数据时，内核就向该进程发送SIGIO信号。 无论我们如何处理SIGIO信号，这种模型的好处是当等待数据到达时，可以不阻塞。主程序继续执行，只有收到SIGIO信号时才去处理数据即可。 异步I/O模型：在这种模型下，进程先让内核启动I/O操作，并在