Linux串口编程

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参考网上各种资料啊！

1.串口简介

1.1基础知识

电脑与单片机串口通信是一种异步串行通信方式，将传输数据的每个字符一位接一位地传送。数据的各不同位可以分时使用同一传输通道，因此串行I／O可以减少信号连线，最少用一对线即可进行。

开始前，线路处于空闲状态，送出连续“1”。传送开始时首先发一个“０”作为起始位，然后出现在通信线上的是字符的二进制编码数据。每个字符的数据位长可以约定为5 位、6 位、7 位或8 位，一般采用ASCII 编码。后面是奇偶校验位，根据约定，用奇偶校验位将所传字符中为“1”的位数凑成奇数个或偶数个也可以约定不要奇偶校验，这样就取消奇偶校验位。最后是表示停止位的“1”信号，这个停止位可以约定持续1 位、1.5 位或2 位的时间宽度。至此一个字符传送完毕，线路又进入空闲，持续为“1”（高电平）。

1.2引脚定义

参考：

http://book.51cto.com/art/201308/408900.htm

2.串口操作

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；
• 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。

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*/ 

2.1打开串口

在 Linux 下串口文件是位于/dev下的。

• 串口0为：/dev/ttyS0
• 串口1为：/dev/ttyS1
• 串口2为：/dev/ttyS2

打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：

int fd; 
/*以读写方式打开串口*/ 
fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR); 
if (-1 == fd){
 /* 不能打开串口一*/ 
perror(" 提示错误！");
 } 

2.2设置串口

2.2.1重要成员

串口的设置主要通过设置struct termios 结构体的各成员值，来设置波特率，效验位和停止位等。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。

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 */
};

其中,c_cflag成员

输入模式c_iflag成员

2.2.2重要控制函数

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

3.设置串口的流程

• 保存原先串口配置使用tcgetattr(fd,&oldtio)函数

    struct termios newtio,oldtio; 
    tcgetattr( fd,&oldtio ）；
  

• 激活选项有CLOCAL和CREAD,用于本地连接和接收使能。

    newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD; 
  

• 设置波特率，使用函数cfsetispeed、 cfsetospeed

    cfsetispeed(&newtio, B115200);
    cfsetospeed(&newtio, B115200);
  

• 设置数据位，需使用掩码设置。

    newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
    newtio.c_cflag |= CS8; 
  

• 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;

• 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;
  

• 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。
  

• 激活配置。在完成配置后，需激活配置使其生效。使用tsettattr()函数。

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)

4.代码范例

4.1初始化串口

void init_tty(int fd) 
{
	 struct termios newtio;
	 struct termios oldtio; 
	 bzero(&newtio,sizeof(struct termios));
	 tcgetattr(fd,&oldtio);
	 newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
	 cfsetispeed(&newtio,B115200);    //设置输入速度 
	 cfsetospeed(&newtio,B115200);    //设置输出速度 
	 //设置数据位为8位
	 newtio.c_cflag &= ~CSIZE;       //对应比特位清零 
	 newtio.c_cflag |= CS8;          //对应比特位置位
	 //设置无校验 
	 newtio.c_cflag &= ~PARENB; 
	 newtio.c_iflag &= ~INPCK;
	 //设置1位停止位 
	 newtio.c_cflag &= ~CSTOPB; 
	 //设置最少字符与时间 
	 newtio.c_cc[VTIME] = 0; 
	 newtio.c_cc[VMIN] = 0; 
	 //刷清串口缓存 
	 tcflush(fd,TCIOFLUSH); 
	 //设置新的属性到串口文件 
	 tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
 }

注意:
如果不是开发终端之类的，只是串口传输数据，而不 需要串口来处理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式 来通讯，设置方式如下：

options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/

4.2读写串口

读写串口时，把把串口当作文件进行读写。

//写
char buffer[1024];
int Length;
int nByte;
nByte = write(fd, buffer ,Length) 
//读
char buff[1024];
int Len;
int readByte = read(fd,buff,Len);

4.3关闭串口

close(fd);

4.4例程

#define FALSE -1 
#define TRUE 0
int OpenDev(char *Dev)
{
	int fd = open( Dev, O_RDWR ); //| O_NOCTTY | O_NDELAY if (-1 == fd) {
	perror("Can't Open Serial Port"); 
	return -1;
	} else 
	return fd;
}

int main(int argc, char **argv){
	int fd; int nread; char buff[512];
	char *dev = "/dev/ttyS1"; //串口1 
	fd = OpenDev(dev);
	init_tty(fd);
	//循环读取数据
	while (1) {
	while((nread = read(fd, buff, 512))>0){ 
			printf("
Len %d
",nread); buff[nread+1]= '';
			printf( "
%s", buff);
		}
	}
//close(fd);
}

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参考资料：

http://www.cnblogs.com/chengmin/p/3818133.html
http://blog.csdn.net/zhoutaopower/article/details/35785023
http://blog.csdn.net/zhoutaopower/article/details/42400965
http://blog.csdn.net/hwmt2012/article/details/17148331

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