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
");
        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
");
          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
");
        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!
", dev);
    }
    else
    {
        printf("Can't Open %s
", 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);  
}