24.2 介绍

24.2.1 术语

bps

每秒位── 数据的传输速度

DTE

数据终端设备 ── 如您的计算机

DCE

数据通讯设备 ── 如您的modem

RS-232

用于硬件串口通讯的EIA标准

  当讨论通讯数据速度的时候,这节不会使用术语 “baud”。Baud指电气标准传输率,它已经使用了很长时间, 而 “bps” (bits per second) 才是正确使用的术语 (至少它不会打扰那些爱争吵的家伙)。

24.2.2 线缆和端口

  要将 modem 或终端与您的 FreeBSD 系统相连, 您的计算机需要一个串口, 以及用于连接串口设备所需的线缆。 如果您比较熟悉硬件及所需要的电缆, 则可以跳过这节。

24.2.2.1 线缆

  串口线缆有许多不同的种类。 最常见的两种类型是 null-modem 线缆和标准 (“直联”) RS-232 线缆。 您的硬件说明书中会介绍应使用的线缆种类。

24.2.2.1.1 Null-modem线缆

  null-modem 电缆会直接传送某些信号, 如 “Signal Ground” (信号地), 但对其他信号进行交换。 例如, “Transmitted Data” (数据发送) 引脚是连到另一端 “Received Data” (数据接收) 引脚的。

  也可以自行制作 null-modem 电缆给终端使用 (例如, 为了品质的要求)。 下面的表格展示了 RS-232C 信号, 以及 DB-25 连接器上的引脚。 注意, 标准也要求一根直通引脚 1 到引脚 1 的 保护地 (Protective Ground) 线, 但这通常都被省掉。 某些终端在只有引脚 2、 3 和 7 的时候, 就已经能够正常使用了, 而其他一些, 则需要下面例子中所展示的不同的配置。

表 24-1. DB-25 to DB-25 Null-Modem Cable

信号 引脚 #   引脚 # 信号
SG 7 连接到 7 SG
TD 2 连接到 3 RD
RD 3 连接到 2 TD
RTS 4 连接到 5 CTS
CTS 5 连接到 4 RTS
DTR 20 连接到 6 DSR
DTR 20 连接到 8 DCD
DSR 6 连接到 20 DTR
DCD 8 连接到 20 DTR

  这里还有两种目前比较流行的其他接线方式。

表 24-2. DB-9 到 DB-9 Null-Modem 电缆

信号 引脚 #   引脚 # 信号
RD 2 接到 3 TD
TD 3 接到 2 RD
DTR 4 接到 6 DSR
DTR 4 接到 1 DCD
SG 5 接到 5 SG
DSR 6 接到 4 DTR
DCD 1 接到 4 DTR
RTS 7 接到 8 CTS
CTS 8 接到 7 RTS

表 24-3. DB-9 到 DB-25 Null-Modem 电缆

信号 引脚 #   引脚 # 信号
RD 2 DB-9 到 DB-25 Null-Modem 电缆 2 TD
TD 3 接到 3 RD
DTR 4 接到 6 DSR
DTR 4 接到 8 DCD
SG 5 接到 7 SG
DSR 6 接到 20 DTR
DCD 1 接到 20 DTR
RTS 7 接到 5 CTS
CTS 8 接到 4 RTS

注意: 当某一段连接器上的一个引脚需要连接到对端的一对引脚时, 通常是将那一对引脚使用一短线连接, 而使用长线接到另一端的那个引脚。

  上面的设计似乎更为流行。 在其他变种中 (在 RS-232 Made Easy 这本书中进行了详细介绍) 则是 SG 接 SG, TD 接 RD、 RTS 和 CTS 接 DCD、 DTR 接 DSR, 反之亦然。

24.2.2.1.2 标准RS-232C线缆

  标准的串口电缆会直接传送所有 RS-232C 信号。 也就是说, 一头的 “Transmitted Data” 引脚, 会直接接到另一头的 “Transmitted Data” 引脚。 这包括将调制解调器接到您的 FreeBSD 系统上的那种电缆, 同样也适用于某些型号的终端。

24.2.2.2 端口

  串口是FreeBSD主机与终端传输数据的设备。 这节描述了端口的种类和它们在 FreeBSD 上是如何编址的。

24.2.2.2.1 端口的种类

  有好几种串口。 在采购或制作线缆之前, 您应确认它能够适合您的终端以及 FreeBSD 系统。

  绝大多数终端都提供 DB-25 端口。 个人计算机, 也包括运行 FreeBSD 的 PC 机, 通常会有 DB-25 或 DB-9 口。 如果您的 PC 上有多插口串口卡, 则可能有 RJ-12 或 RJ-45 口。

  请参见您硬件的文档以了解所用接口的规格。 此外, 您也可以通过观察外观来了解所用的端口。

24.2.2.2.2 端口名称Port Names

  在FreeBSD中,您可以通过 /dev 目录中的一个记录来访问每个串口。有两种不同的记录:

  • 呼入端口被命名为/dev/ttydN, 这里 N 是端口号,从零开始。 通常,您使用呼入端口作为终端。呼入端口要求数据线使用载波检测 (DCD) 信号来工作。

  • 呼出端口被命名为 /dev/cuadN。 您通常不使用呼出端口作为终端, 只使用modem。 如果串口线或终端不支持载波检测数据传输, 您可以使用呼出端口。

    注意: 在 FreeBSD 5.X 和更早版本中, 呼出端口的名字是 /dev/cuaaN

  如果您已经连接一个终端到第一个串口 (在 MS-DOS® 上是COM1), 则可以使用 /dev/ttyd0 来作为终端。 如果它是在第二个串口 (COM2), 那就是 /dev/ttyd1,等等。

24.2.3 内核配置

  FreeBSD默认支持4个串口。 在MS-DOS下,这些是 COM1COM2COM3, 和 COM4。 FreeBSD 目前支持 “dumb” 多口串口卡,如 BocaBoard 1008 和 2016, 以及许多 Digiboard 和 Stallion Technologies 制造的智能多接口卡。 不过, 默认的内核只会寻找标准的COM端口。

  要看看您的内核是否支持您的串口,只要在内核启动时查看一下启动信息, 或使用 /sbin/dmesg 命令重新检测内核启动信息。 特别的,寻找以sio字符启动的信息。

提示: 如果想只察看包含 sio 一词的消息, 可以使用下面的命令:

# /sbin/dmesg | grep 'sio'

  例如,在一个带有4个串口的系统上,这些是串口特定的内核启动信息:

sio0 at 0x3f8-0x3ff irq 4 on isa
sio0: type 16550A
sio1 at 0x2f8-0x2ff irq 3 on isa
sio1: type 16550A
sio2 at 0x3e8-0x3ef irq 5 on isa
sio2: type 16550A
sio3 at 0x2e8-0x2ef irq 9 on isa
sio3: type 16550A

  如果内核未能认出所有的串口, 可能需要通过修改 /boot/device.hints 文件来进行一些配置。 此外, 也可以注释或完全删除掉您没有的设备。

  请参见 sio(4) 联机手册来了解关于串口, 以及多插口卡配置的进一步细节。 如果您正使用一个在不同版本的 FreeBSD 上的文件请务必小心, 因为设备参数和语法发生了变化。

注意: 这里端口 IO_COM1 代替了 0x3f8,端口 IO_COM2 代替了 0x2f8,端口 IO_COM3 代替了 0x3e8,端口 IO_COM4 代替了 0x2e8,这些都是各自端口相应的端口地址。 中断4,3,5,9都是经常用的中断。也要注意有些正常的串口可能 无法 在一些ISA总线的PC上共享中断 (多插口板卡有板载的电子设备,允许在板上所有 16550A 的设备共享一个或两个中断请求)。

24.2.4 设备特殊文件

  在内核中, 大多数设备都是通过 “设备特殊文件” 来访问的, 这些文件一般位于 /dev 目录中。 sio 是通过 /dev/ttydN (呼入) 和 /dev/cuadN (呼出) 设备来访问的。 此外, FreeBSD 也提供了初始化设备 (在 FreeBSD 6.X 上是 /dev/ttydN.init 以及 /dev/cuadN.init, 而在 FreeBSD 5.X 上则是 /dev/ttyidN/dev/cuaiaN) 以及锁设备 (在 FreeBSD 6.X 上是 /dev/ttydN.lock/dev/cuadN.lock, 而在 FreeBSD 5.X 上则是 /dev/ttyldN/dev/cualaN)。 初始化设备用于在打开端口时初始化其通讯参数, 例如使用 RTS/CTS 信号进行流控制的调制解调器的 crtscts。 锁设备则用于在端口上提供一个锁标志, 防止用户或程序改变特定的参数; 请参见 termios(4)sio(4), 以及 stty(1) 的联机手册, 以了解关于终端配置、 锁和初始化设备, 以及配置终端参数的详细信息。

24.2.5 串口配置

  ttydN (或 cuadN) 设备是您将要打开的应用程序的一般设备。 当进程打开某个设备时, 它将有一个终端 I/O 设置的默认配置。 您可以在命令行看看这些设置:

# stty -a -f /dev/ttyd1

  当您修改了这个设备的设置,这个设置会生效,除非设备被关闭。 当它被重新打开时,它将回到默认设置。 要修改默认设置,您可以打开和调整 “初始状态” 设备的设置。例如, 要为ttyd5 打开 CLOCAL 模式,8位通讯和默认的 XON/XOFF 流控制, 输入:

# stty -f /dev/ttyd5.init clocal cs8 ixon ixoff

  串口设备的系统级初始化, 是由 /etc/rc.d/serial 来控制的。 这个文件会影响串口设备的默认设置。

  为了防止应用程序修改某些设置, 应修改 “lock state”(锁状态) 设备。 例如, 要把 ttyd5 的速率锁定为 57600 bps, 输入:

# stty -f /dev/ttyd5.lock 57600

  现在,一个打开ttyd5 和设法改变端口速度的应用程序将被固定在57600bit/s。很自然地, 您需要确定初始状态,然后用root帐户锁定状态设备的写入功能。

  很显然,您应该只让 root 用户可以初始化或锁定设备的状态。

本文档和其它文档可从这里下载:ftp://ftp.FreeBSD.org/pub/FreeBSD/doc/.

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