嵌入式成长轨迹28 【Linux应用编程强化】【中嵌第二阶段】【linux串口应用开发】
一、串口概述
用户常见的数据通信的基本方式有两种：
并行通信；
串行通信；
串行通信是计算机常用的接口，如：RS-232-C接口。该标准规定采用一个DB25芯引脚连接器或DB9芯引脚连接器。芯片内部常具有UART控制器，其可工作于Interrupt(中断模式)或DMA（直接内存访问）模式。
UART的操作主要包括以下几个部分：
数据发送；
数据接收；
产生中断；
产生波特率：两台机器的通信“速率”；
Loopback模式；
红外模式；
自动流控模式；
串口参数的配置主要包括：波特率、数据位、停止位、流控协议。
linux中的串口设备文件存放于/dev目录下，其中串口一，串口二对应设备名依次为“/dev/ttyS0”、“/dev/ttyS1”。
在linux下操作串口与操作文件相同。
二、串口详细配置
在使用串口之前必须设置相关配置，包括：波特率、数据位、校验位、停止位等。
该结构中c_cflag最为重要，可设置波特率、数据位、校验位、停止位。在设置波特率时需在数字前加上‘B’，如B9600。B19200。使用其需通过“与”“或”操作方式。
输入模式c_iflag成员控制端口接收端的字符输入处理。
串口控制函数
Tcgetattr 取属性(termios结构)
Tcsetattr 设置属性(termios结构)
cfgetispeed 得到输入速度
Cfgetospeed 得到输出速度
Cfsetispeed 设置输入速度
Cfsetospeed 设置输出速度
Tcdrain 等待所有输出都被传输
tcflow 挂起传输或接收
tcflush 刷清未决输入和/或输出
Tcsendbreak 送BREAK字符
tcgetpgrp 得到前台进程组ID
tcsetpgrp 设置前台进程组ID
1串口配置流程
1）保存原先串口配置使用tcgetattr(fd,&oldtio)函数
struct termios newtio,oldtio;
tcgetattr( fd,&oldtio ）；
2）激活选项有CLOCAL和CREAD,用于本地连接和接收使能。
newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD;
3）设置波特率，使用函数cfsetispeed、 cfsetospeed
cfsetispeed(&newtio, B115200);
cfsetospeed(&newtio, B115200);
4）设置数据位，需使用掩码设置。
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
newtio.c_cflag |= CS8;
5）设置奇偶校验位，使用c_cflag和c_iflag。
设置奇校验：
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
设置偶校验：
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
6）设置停止位，通过激活c_cflag中的CSTOPB实现。若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB。
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特别要求时，可设为0。
newtio.c_cc[VTIME] = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
7）处理要写入的引用对象
tcflush函数刷清（抛弃）输入缓存（终端驱动程序已接收到，但用户程序尚未读）或输出缓存（用户程序已经写，但尚未发送）。
int tcflush(int filedes, int queue )
queue数应当是下列三个常数之一：
? TCIFLUSH 刷清输入队列。
? TCOFLUSH 刷清输出队列。
? TCIOFLUSH 刷清输入、输出队列。
如：tcflush(fd,TCIFLUSH);
8）激活配置。在完成配置后，需激活配置使其生效。使用tsettattr()函数。原型：
int tcgetattr(int filedes, struct termios * termptr);
int tcsetattr(int filedes, int opt, const struct termios * termptr);
tcsetattr的参数opt使我们可以指定在什么时候新的终端属性才起作用。opt可以指定为下列常数中的一个：
? TCSANOW 更改立即发生。
? TCSADRAIN 发送了所有输出后更改才发生。若更改输出参数则应使用此选择项。
? TCSAFLUSH 发送了所有输出后更改才发生。更进一步，在更改发生时未读的所有输入数据都被删除（刷清）
使用如：tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio)
三 串口使用详解
在配置完串口的相关属性后，就可对串口进行打开，读写操作了。其使用方式与文件操作一样，区别在于串口是一个终端设备。
1 打开串口
fd = open( "/dev/ttyS0",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
Open函数中除普通参数外，另有两个参数O_NOCTTY和O_NDELAY。
O_NOCTTY: 通知linix系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端。
O_NDELAY: 通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态（端口的另一端是否激活或者停止）
然后，恢复串口的状态为阻塞状态，用于等待串口数据的读入。用fcntl函数：
fcntl（fd, F_SETFL, 0）;
接着，测试打开的文件描述府是否引用一个终端设备，以进一步确认串口是否正确打开。
isatty(STDIN_FILENO);
2 读写串口
串口的读写与普通文件一样，使用read,write函数。
read(fd,buff,8);
write(fd,buff,8);
//seri.c #include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <errno.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <termios.h> #include <stdlib.h> int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop) { struct termios newtio,oldtio; if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return -1; } bzero( &newtio, sizeof( newtio ) ); newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD; newtio.c_cflag &= ~CSIZE; switch( nBits ) { case 7: newtio.c_cflag |= CS7; break; case 8: newtio.c_cflag |= CS8; break; } switch( nEvent ) { case 'O': newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag |= PARODD; newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); break; case 'E': newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag &= ~PARODD; break; case 'N': newtio.c_cflag &= ~PARENB; break; } switch( nSpeed ) { case 2400: cfsetispeed(&newtio, B2400); cfsetospeed(&newtio, B2400); break; case 4800: cfsetispeed(&newtio, B4800); cfsetospeed(&newtio, B4800); break; case 9600: cfsetispeed(&newtio, B9600); cfsetospeed(&newtio, B9600); break; case 115200: cfsetispeed(&newtio, B115200); cfsetospeed(&newtio, B115200); break; default: cfsetispeed(&newtio, B9600); cfsetospeed(&newtio, B9600); break; } if( nStop == 1 ) newtio.c_cflag &= ~CSTOPB; else if ( nStop == 2 ) newtio.c_cflag |= CSTOPB; newtio.c_cc[VTIME] = 0; newtio.c_cc[VMIN] = 0; tcflush(fd,TCIFLUSH); if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0) { perror("com set error"); return -1; } printf("set done!\n"); return 0; } int open_port(int fd,int comport) { char *dev[]={"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"}; long vdisable; if (comport==1) { fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY); if (-1 == fd){ perror("Can't Open Serial Port"); return(-1); } else printf("open ttyS0 .....\n"); } else if(comport==2) { fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY); if (-1 == fd){ perror("Can't Open Serial Port"); return(-1); } else printf("open ttyS1 .....\n"); } else if (comport==3) { fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY); if (-1 == fd){ perror("Can't Open Serial Port"); return(-1); } else printf("open ttyS2 .....\n"); } if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0) printf("fcntl failed!\n"); else printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0)); if(isatty(STDIN_FILENO)==0) printf("standard input is not a terminal device\n"); else printf("isatty success!\n"); printf("fd-open=%d\n",fd); return fd; } int main(void) { int fd; int nread,i; char buff[]="Hello\n"; if((fd=open_port(fd,1))<0){ perror("open_port error"); return; } if((i=set_opt(fd,115200,8,'N',1))<0){ perror("set_opt error"); return; } printf("fd=%d\n",fd); nread=read(fd,buff,8); printf("nread=%d,%s\n",nread,buff); close(fd); return; }
