串口簡介
串行口是計算機一種常用的接口，具有連接線少，通訊簡單，得到廣泛的使用。常用的串口是RS-232-C 接口（又稱 EIA RS-232-C）它是在 1970 年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、 調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串行通訊的標准。它的全名是"數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進制數據交換接口技術標准"該標准規定采用一個 25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。傳輸距離在碼元畸變小於 4% 的情況下，傳輸電纜長度應為 50 英尺。
Linux 操作系統從一開始就對串行口提供了很好的支持
計算機串口的引腳說明
| 序號 |
信號名稱 |
符號 |
流向 |
功能 |
| 2 |
發送數據 |
TXD |
DTE→DCE |
DTE發送串行數據 |
| 3 |
接收數據 |
RXD |
DTE←DCE |
DTE 接收串行數據 |
| 4 |
請求發送 |
RTS |
DTE→DCE |
DTE 請求 DCE 將線路切換到發送方式 |
| 5 |
允許發送 |
CTS |
DTE←DCE |
DCE 告訴 DTE 線路已接通可以發送數據 |
| 6 |
數據設備准備好 |
DSR |
DTE←DCE |
DCE 准備好 |
| 7 |
信號地 |
|
|
信號公共地 |
| 8 |
載波檢測 |
DCD |
DTE←DCE |
表示 DCE 接收到遠程載波 |
| 20 |
數據終端准備好 |
DTR |
DTE→DCE |
DTE 准備好 |
| 22 |
振鈴指示 |
RI |
DTE←DCE |
表示 DCE 與線路接通，出現振鈴 |
串口操作
串口操作需要的頭文件
| #include <stdio.h> /*標准輸入輸出定義*/ #include <stdlib.h> /*標准函數庫定義*/ #include <unistd.h> /*Unix 標准函數定義*/ #include <sys/types.h> /*數據類型，比如一些XXX_t的那種*/ #include <sys/stat.h> /*定義了一些返回值的結構，沒看明白*/ #include <fcntl.h> /*文件控制定義*/ #include <termios.h> /*PPSIX 終端控制定義*/ #include <errno.h> /*錯誤號定義*/ |
打開串口
在 Linux 下串口文件是位於 /dev 下的
串口一 為 /dev/ttyS0
串口二 為 /dev/ttyS1
打開串口是通過使用標准的文件打開函數操作：
| int fd; /*以讀寫方式打開串口*/ fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR); if (-1 == fd){ /* 不能打開串口一*/ perror(" 提示錯誤！"); } |
設置串口
最基本的設置串口包括波特率設置，效驗位和停止位設置。
串口的設置主要是設置 struct termios 結構體的各成員值。
| struct termio { unsigned short c_iflag; /* 輸入模式標志 */ unsigned short c_oflag; /* 輸出模式標志 */ unsigned short c_cflag; /* 控制模式標志*/ unsigned short c_lflag; /* local mode flags */ unsigned char c_line; /* line discipline */ unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */ }; |
設置這個結構體很復雜，我這里就只說說常見的一些設置：
波特率設置
下面是修改波特率的代碼：
| struct termios Opt; tcgetattr(fd, &Opt); /*獲得當前設備模式，與終端相關的參數。fd=0標准輸入*/ cfsetispeed(&Opt,B19200); /*設置結構termios輸入波特率為19200Bps*/ cfsetospeed(&Opt,B19200); /*fd應該是文件描述的意思*/ tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);/*設置終端參數，TCANOW修改立即發生*/ |
設置波特率的例子函數：
| /** *@brief 設置串口通信速率 *@param fd 類型 int 打開串口的文件句柄 *@param speed 類型 int 串口速度 *@return void */ int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, }; int name_arr[] = {38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, }; 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函數刷清(拋棄)輸入緩存(終端驅動程序已接收到，但用戶程序尚未讀)或輸出緩存(用戶程序已經寫，但尚未發送)。queue參數應是下列三個常數之一： * TCIFLUSH刷清輸入隊列。 * TCOFLUSH刷清輸出隊列。 * TCIOFLUSH刷清輸入、輸出隊列。 */ tcflush(fd, TCIOFLUSH);//設置前flush cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]); cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]); //通過tcsetattr函數把新的屬性設置到串口上。 //tcsetattr(串口描述符，立即使用或者其他標示，指向termios的指針) status = tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt); if (status != 0) { perror("tcsetattr fd1"); return; } tcflush(fd,TCIOFLUSH); //設置后flush } } } |
效驗位和停止位的設置：
| 無效驗 |
8位 |
Option.c_cflag &= ~PARENB; |
| 奇效驗(Odd) |
7位 |
Option.c_cflag |= ~PARENB; |
| 偶效驗(Even) |
7位 |
Option.c_cflag &= ~PARENB; |
| Space效驗 |
7位 |
Option.c_cflag &= ~PARENB; |
設置效驗的函數：
| /** *@brief 設置串口數據位，停止位和效驗位 *@param fd 類型 int 打開的串口文件句柄 *@param databits 類型 int 數據位 取值 為 7 或者8 *@param stopbits 類型 int 停止位 取值為 1 或者2 *@param parity 類型 int 效驗類型 取值為N,E,O,,S */ int set_Parity(int fd, int databits, int stopbits, int parity) { struct termios options; if (tcgetattr(fd, &options) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return (FALSE); } options.c_cflag &= ~CSIZE; switch (databits) /*設置數據位數*/ { case 7: options.c_cflag |= CS7; break; case 8: options.c_cflag |= CS8; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE); } switch (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); /* 設置為奇效驗*/ options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */ break; case 'e': case 'E': options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */ options.c_cflag &= ~PARODD; /* 轉換為偶效驗*/ 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 (FALSE); } /* 設置停止位*/ switch (stopbits) { case 1: options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; case 2: options.c_cflag |= CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n"); return (FALSE); } /* Set input parity option */ if (parity != 'n') options.c_iflag |= INPCK; tcflush(fd, TCIFLUSH); options.c_cc[VTIME] = 150; /* 設置超時15 seconds*/ options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */ if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) { perror("SetupSerial 3"); return (FALSE); } return (TRUE); } |
需要注意的是:
如果不是開發終端之類的，只是串口傳輸數據，而不需要串口來處理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式來通訊，設置方式如下：
| options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/ options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/ |
讀寫串口
設置好串口之后，讀寫串口就很容易了，把串口當作文件讀寫就是。
- 發送數據
| char buffer[1024]; int Length; int nByte; nByte = write(fd, buffer ,Length) |
- 讀取串口數據
使用文件操作read函數讀取，如果設置為原始模式(Raw Mode)傳輸數據，那么read函數返回的字符數是實際串口收到的字符數。
可以使用操作文件的函數來實現異步讀取，如fcntl，或者select等來操作。
| char buff[1024]; int Len; int readByte = read(fd,buff,Len); |
關閉串口
關閉串口就是關閉文件。
| close(fd); |