linux 串口通信 编程详解

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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); }

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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