linux 串口通信 編程詳解


計算機串口的引腳說明

序號 信號名稱 符號 流向 功能
3 發送數據 TXD DTE→DCE DTE發送串行數據
2 接收數據 RXD DTE←DCE DTE 接收串行數據
7 請求發送 RTS DTE→DCE DTE 請求 DCE 將線路切換到發送方式
8 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
5 信號地 SG   信號公共地
1 載波檢測 DCD DTE←DCE 表示 DCE 接收到遠程載波
4 數據終端准備好 DTR DTE→DCE DTE 准備好
9 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>    
#include     <sys/stat.h>     
#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*/  

 

打開串口是通過使用標准的文件打開函數操作:

fd_uart = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR|O_NOCTTY);

if(fd_uart == -1)

{

  perror("can't open uart");  //串口打開失敗

}

 

終端設備設置

最基本的設置包括波特率設置,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 */
};

 


  其具體意義如下。
  c_iflag:輸入模式標志,控制終端輸入方式,具體參數如表1所示。
  表1 c_iflag參數表
  
鍵 值                  說 明
IGNBRK       忽略BREAK鍵輸入
BRKINT         如果設置了IGNBRK,BREAK鍵輸入將被忽略
IGNPAR       忽略奇偶校驗錯誤
PARMRK     標識奇偶校驗錯誤
INPCK         允許輸入奇偶校驗
ISTRIP         去除字符的第8個比特
INLCR             將輸入的NL(換行)轉換成CR(回車)
IGNCR         忽略輸入的回車
ICRNL         將輸入的回車轉化成換行(如果IGNCR未設置的情況下)
IUCLC         將輸入的大寫字符轉換成小寫字符(非POSIX)
IXON         允許輸入時對XON/XOFF流進行控制
IXANY         輸入任何字符將重啟停止的輸出
IXOFF         允許輸入時對XON/XOFF流進行控制
IMAXBEL         當輸入隊列滿的時候開始響鈴


c_oflag:輸出模式標志,控制終端輸出方式,具體參數如表2所示。
  表2 c_oflag參數
  
鍵 值    說 明
OPOST    處理后輸出
OLCUC    將輸入的小寫字符轉換成大寫字符(非POSIX)
ONLCR    將輸入的NL(換行)轉換成CR(回車)及NL(換行)
OCRNL    將輸入的CR(回車)轉換成NL(換行)
ONOCR    第一行不輸出回車符
ONLRET    不輸出回車符
OFILL         發送填充字符以延遲終端輸出
OFDEL    以ASCII碼的DEL作為填充字符,如果未設置該參數,填充字符為NUL
NLDLY    換行輸出延時,可以取NL0(不延遲)或NL1(延遲0.1s)
CRDLY    回車延遲,取值范圍為:CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY    水平制表符輸出延遲,取值范圍為:TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY    空格輸出延遲,可以取BS0或BS1
VTDLY    垂直制表符輸出延遲,可以取VT0或VT1
FFDLY    換頁延遲,可以取FF0或FF1


c_cflag:控制模式標志,指定終端硬件控制信息,具體參數如表3所示。
  表3 c_cflag參數
  
鍵 值                    說 明
CBAUD              波特率(4+1位)(非POSIX)
CBAUDEX         附加波特率(1位)(非POSIX)
CSIZE                   字符長度,取值范圍為CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB         設置兩個停止位
CREAD         使用接收器
PARENB         使用奇偶校驗
PARODD         對輸入使用奇偶校驗,對輸出使用偶校驗
HUPCL         關閉設備時掛起
CLOCAL         忽略調制解調器線路狀態
CRTSCTS         使用RTS/CTS流控制


c_lflag:本地模式標志,控制終端編輯功能,具體參數如表4所示。
  表4 c_lflag參數
  
鍵 值    說 明
ISIG                   當輸入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP時,產生相應的信號
ICANON                   使用標准輸入模式
XCASE              在ICANON和XCASE同時設置的情況下,終端只使用大寫。
ECHO         顯示輸入字符
ECHOE          如果ICANON同時設置,ERASE將刪除輸入的字符
ECHOK          如果ICANON同時設置,KILL將刪除當前行
ECHONL       如果ICANON同時設置,即使ECHO沒有設置依然顯示換行符
ECHOPRT    如果ECHO和ICANON同時設置,將刪除打印出的字符(非POSIX)
TOSTOP    向后台輸出發送SIGTTOU信號

 


c_cc[NCCS]:控制字符,用於保存終端驅動程序中的特殊字符,如輸入結束符等。c_cc中定義了如表5所示的控制字符。
  表5 c_cc支持的控制字符
  
宏    說 明    宏    說 明
VINTR    Interrupt字符    VEOL    附加的End-of-file字符
VQUIT    Quit字符    VTIME    非規范模式讀取時的超時時間
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    非規范模式讀取時的最小字符數    ​    ​
tcsetattr函數用於設置終端的相關參數。參數fd為打開的終端文件描述符,參數optional_actions用於控制修改起作用的時間,而結構體termios_p中保存了要修改的參數。
  optional_actions可以取如下的值:
  TCSANOW:不等數據傳輸完畢就立即改變屬性。
  TCSADRAIN:等待所有數據傳輸結束才改變屬性。
  TCSAFLUSH:清空輸入輸出緩沖區才改變屬性。
  錯誤信息:
  EBADF:非法的文件描述符。
  EINTR:tcsetattr函數調用被信號中斷。
  EINVAL:參數optional_actions使用了非法值,或參數termios中使用了非法值。
  ENCTTY:非終端的文件描述符。

 

修改波特率的代碼如下:

 

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);
        }
    }
}

 

設置校驗的代碼 

/**
*@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;

    /*以下兩句添加后發送方可以不加回車換行,但是read讀取不完整*/
    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);     /*Input*/
    options.c_oflag &= ~OPOST;  /*Output*/

    //屏蔽功能: NL(換行)->CR(回車)、CR->NL、忽略輸入回車
    options.c_iflag &= ~(INLCR | ICRNL | IGNCR);
    options.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL);

    tcflush(fd,TCIFLUSH);
    //未設置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函數

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); }

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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