linux 串口通信 编程详解
计算机串口的引脚说明
| 序号 | 信号名称 | 符号 | 流向 | 功能 |
| 3 | 发送数据 | TXD | DTE→DCE | DTE发送串行数据 |
| 2 | 接收数据 | RXD | DTE←DCE | DTE 接收串行数据 |
| 7 | 请求发送 | RTS | DTE→DCE | DTE 请求 DCE 将线路切换到发送方式 |
| 8 | 允许发送 | CTS | DTE←DCE | DCE 告诉 DTE 线路已接通可以发送数据 |
| 6 | 数据设备准备好 | DSR | DTE←DCE | DCE 准备好 |
| 5 | 信号地 | SG | 信号公共地 | |
| 1 | 载波检测 | DCD | DTE←DCE | 表示 DCE 接收到远程载波 |
| 4 | 数据终端准备好 | DTR | DTE→DCE | DTE 准备好 |
| 9 | 振铃指示 | RI | DTE←DCE | 表示 DCE 与线路接通，出现振铃 |
串口操作
串口操作需要的头文件
#include <stdio.h> /*标准输入输出定义*/ #include <stdlib.h> /*标准函数库定义*/ #include <unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/ #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> /*文件控制定义*/ #include <termios.h> /*PPSIX 终端控制定义*/ #include <errno.h> /*错误号定义*/
打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：
fd_uart = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR|O_NOCTTY);
if(fd_uart == -1)
{
perror("can't open uart"); //串口打开失败
}
终端设备设置
最基本的设置包括波特率设置，效验位和停止位设置。
串口的设置主要是设置 struct termios 结构体的各成员值。
struct termio
{ unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志 */
unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志 */
unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/
unsigned short c_lflag; /* local mode flags */
unsigned char c_line; /* line discipline */
unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */
};
其具体意义如下。
c_iflag：输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如表1所示。
表1 c_iflag参数表
键 值 说 明
IGNBRK 忽略BREAK键输入
BRKINT 如果设置了IGNBRK，BREAK键输入将被忽略
IGNPAR 忽略奇偶校验错误
PARMRK 标识奇偶校验错误
INPCK 允许输入奇偶校验
ISTRIP 去除字符的第8个比特
INLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）
IGNCR 忽略输入的回车
ICRNL 将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）
IUCLC 将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）
IXON 允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IXANY 输入任何字符将重启停止的输出
IXOFF 允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IMAXBEL 当输入队列满的时候开始响铃
c_oflag：输出模式标志，控制终端输出方式，具体参数如表2所示。
表2 c_oflag参数
键 值 说 明
OPOST 处理后输出
OLCUC 将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）
ONLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）
OCRNL 将输入的CR（回车）转换成NL（换行）
ONOCR 第一行不输出回车符
ONLRET 不输出回车符
OFILL 发送填充字符以延迟终端输出
OFDEL 以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符为NUL
NLDLY 换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）
CRDLY 回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY 水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY 空格输出延迟，可以取BS0或BS1
VTDLY 垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1
FFDLY 换页延迟，可以取FF0或FF1
c_cflag：控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如表3所示。
表3 c_cflag参数
键 值 说 明
CBAUD 波特率（4+1位）（非POSIX）
CBAUDEX 附加波特率（1位）（非POSIX）
CSIZE 字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB 设置两个停止位
CREAD 使用接收器
PARENB 使用奇偶校验
PARODD 对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验
HUPCL 关闭设备时挂起
CLOCAL 忽略调制解调器线路状态
CRTSCTS 使用RTS/CTS流控制
c_lflag：本地模式标志，控制终端编辑功能，具体参数如表4所示。
表4 c_lflag参数
键 值 说 明
ISIG 当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号
ICANON 使用标准输入模式
XCASE 在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。
ECHO 显示输入字符
ECHOE 如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符
ECHOK 如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行
ECHONL 如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符
ECHOPRT 如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）
TOSTOP 向后台输出发送SIGTTOU信号
c_cc[NCCS]：控制字符，用于保存终端驱动程序中的特殊字符，如输入结束符等。c_cc中定义了如表5所示的控制字符。
表5 c_cc支持的控制字符
宏 说 明 宏 说 明
VINTR Interrupt字符 VEOL 附加的End-of-file字符
VQUIT Quit字符 VTIME 非规范模式读取时的超时时间
VERASE Erase字符 VSTOP Stop字符
VKILL Kill字符 VSTART Start字符
VEOF End-of-file字符 VSUSP Suspend字符
VMIN 非规范模式读取时的最小字符数
tcsetattr函数用于设置终端的相关参数。参数fd为打开的终端文件描述符，参数optional_actions用于控制修改起作用的时间，而结构体termios_p中保存了要修改的参数。
optional_actions可以取如下的值：
TCSANOW：不等数据传输完毕就立即改变属性。
TCSADRAIN：等待所有数据传输结束才改变属性。
TCSAFLUSH：清空输入输出缓冲区才改变属性。
错误信息：
EBADF：非法的文件描述符。
EINTR：tcsetattr函数调用被信号中断。
EINVAL：参数optional_actions使用了非法值，或参数termios中使用了非法值。
ENCTTY：非终端的文件描述符。
修改波特率的代码如下：
int speed_arr[] = { B115200, B57600, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300}; int name_arr[] = { 115200, 57600, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300}; /** *@brief Set Serial Port BitRate *@param fd Type : int The File Description of Serial Port *@param speed Type : int Serial Speed *@return void */ void set_speed(int fd, int speed) { int i; int status; struct termios Opt; tcgetattr(fd, &Opt); for( i=0; i < (sizeof(speed_arr) / sizeof(int)); i++ ) { if (speed == name_arr[i]) { tcflush(fd, TCIOFLUSH); cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]); cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]); status = tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt); if (status != 0) { perror("tcsetattr fd"); return; } tcflush(fd,TCIOFLUSH); } } }
设置校验的代码
/** *@brief Set Serial Port Databits, Stopbits and Parity. *@param fd Type: int The File Description of Serial Port *@param databits Type: int Databits 7 or 8 *@param stopbits Type: int Stopbits 1 or 2 *@param parity Type: int Parity Type: n,N,e,E,o,O,s,S */ int set_Parity(int fd, int databits, int parity, int stopbits) { struct termios options; if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return(-1); } options.c_cflag &= ~CSIZE; switch (databits) /*Set Datebits*/ { case 7: options.c_cflag |= CS7; break; case 8: options.c_cflag |= CS8; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return(-1); } switch (parity) /*Set Parity*/ { case 'n': case 'N': options.c_cflag &= ~PARENB; /* Clear parity enable */ options.c_iflag &= ~INPCK; /* Enable parity checking */ break; case 'o': case 'O': options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* Odd Checking*/ options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */ break; case 'e': case 'E': options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */ options.c_cflag &= ~PARODD; /* Even Checking*/ options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */ break; case 'S': case 's': /*as no parity*/ options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported parity\n"); return(-1); } switch (stopbits) /*Set Stobits*/ { case 1: options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; case 2: options.c_cflag |= CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n"); return(-1); } /* Set input parity option */ if (parity != 'n') options.c_iflag |= INPCK; /*以下两句添加后发送方可以不加回车换行，但是read读取不完整*/ options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/ options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/ //屏蔽功能： NL(换行)->CR(回车)、CR->NL、忽略输入回车 options.c_iflag &= ~(INLCR | ICRNL | IGNCR); options.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL); tcflush(fd,TCIFLUSH); //未设置O_NONBLOCK或O_NDELAY options.c_cc[VTIME] = 150; /* Timeout in 15 seconds*/ options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */ if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) { perror("SetupSerial 3"); return(-1); } return(0); }
main函数
int main(void)
{ char buf[512] = {0}; int nread = 0; char* dev = "/dev/ttyS0"; int fd = open(dev, O_RDWR|O_NOCTTY); if (fd > 0) { printf("Open %s Success!\n", dev); } else { printf("Can't Open %s\n", dev); exit(0); } set_speed(fd, 115200); if(set_Parity(fd, 8, 'N', 1) == -1) { close(fd); exit(-1); } while(1) { if((nread = read(fd,buf,512))>0) { printf("%s",buf); } } close(fd); exit(0); }
