用I/O操作实现RS232口数字及模拟信号的采集

摘 要 本文介绍了如何利用RS232寄存器I/O操作，实现RS232口的直接数字量输入及简便的模拟量输入方法。用这种方法实现的A/D转换器及I/O扩展器，直接利用RS232口进行供电，无需外接其它电源。在软件编程方面，无需对串口进行波特率及数据格式设置。通过配置相应的电路，不仅能够完成标准TTL信号的输入，还能完成光隔小信号输入。是一种简便而又行之有效的数据采集方法。

关键词 RS232接口 MCR寄存器 MSR寄存器 LCR寄存器 数字量采集 模拟量采集 串行A/D转换

1. 前言

RS232端口几乎是所有x86计算机必备的端口，它可以连接FAX/MODEM设备、串行鼠标器、串行小键盘、采集模块、PLC等，还可以连接RS232-RS485适配接头，控制RS485网络设备。RS232端口广泛采用9芯D型接头，具有接线简单、传输速率高、传数据可靠等优点。除了Tx/Rx方式的高效数据传输外，RS232接口还具备直接I/O输入输出能力。本文介绍的是利用RS232接口直接完成4路数字量信号的输入，可广泛地应用于机关开关式传感器、临近感应式传感器、霍尔效应式传感器、小型机械键盘、TTL信号的输入。除此之外，利用简单的I/O操作，还可实现RS232口的多路模拟信号采集。简单的串口I/O操作，只是利用RS232口的MCR及MSR寄存器，无需串口初始化及波特率设置等烦琐操作。

2. RS232的端口安排

计算机正常启动后，RS232端口COM1、COM2、COM3、COM4的地址一般被安排在3F8、2F8、3E8、2E8，用于了解外部状态的寄存器地址则被分别设置为3FE、2FE、3EE、2EE，用于控制外部设备的寄器地址则被设置3FC、2FC、3EC、2EC，。RS232接口的针脚安排如下：

由于大多数x86计算机都使用9芯D型接头。下面讲述的寄存器安排，均指的是9芯D型接头。

RS232口MCR寄存器安排：

RS232口MSR寄存器安排

上面的列表对RS232寄存器进行了必要的简化。MCR寄存器用于控制D型接头的7脚和4脚，MSR用于读取1、9、8、6脚的状态，5脚为地。标有X的位用于其它用途，本文不作介绍。

3. RS232窃电技术

EIA-RS232标准中未定义电源输出引脚，所以RS232接口中找不到电源输出针脚，只能间接地从RS232的其它引脚中获取电源。最直接的方法是利用PIN7和PIN4两个针脚，它们足以驱动CD4093、LM324等MOS型IC芯片器件。除此之外，还可以用下述方法从Tx和Rx引脚中获取电源。