Linux下多路复用式串口操作

1．实验目的

　　通过编写多路复用式串口读写，进一步理解多路复用函数的用法，同时更加熟练地掌握Linux设备文件的读写方法。

　　2．实验内容

　　本实验中，实现两台机器（宿主机和目标板）之间的串口通信，而且每台机器均可以发送数据和接收数据。 除了串口设备名称不同（宿主机上使用串口1：/dev/ttyS0，而在目标板上使用串口2：/dev/ttyS1），两台机器上的程序基本相同。

　　首先，程序打开串口设备文件并进行相关配置，调用select()函数，使它等待从标准输入（终端）文件中的输入数据及从串口设备的输入数据。如果有标准输入文件上的数据，则写入到串口，使对方读取。如果有串口设备上的输入数据，则将数据写入到普通文件中。

　　3．实验步骤

　　（1）画出流程图。图2.6所示为程序流程图，两台机器上的程序使用同样的流程图。


　　图2.6 宿主机/目标板程序的流程图

　　（2）编写代码。编写宿主机和目标板上的代码，在这些程序中用到的open_port()和set_com_config()函数请参照后续章节所述，这里只列出宿主机上的代码。

　　/* com_host.c */
　　#include <stdio.h>
　　#include <stdlib.h>
　　#include <unistd.h>
　　#include <string.h>
　　#include <fcntl.h>
　　#include <sys/types.h>
　　#include <sys/stat.h>
　　#include <errno.h>
　　#include "uart_api.h"

　　int main(void) 
　　{
　　int fds[SEL_FILE_NUM], recv_fd, maxfd;
　　char buff[BUFFER_SIZE];
　　fd_set inset,tmp_inset;
　　struct timeval tv;
　　unsigned loop = 1;
　　int res, real_read, i;
　　/* 将从串口读取的数据写入到这个文件中 */
　　if ((recv_fd = open(RECV_FILE_NAME, O_CREAT|O_WRONLY, 0644)) < 0)
　　{ 
　　perror("open");
　　return 1;
　　}

　　fds[0] = STDIN_FILENO; /* 标准输入 */
　　if ((fds[1] = open_port(HOST_COM_PORT)) < 0) /* 打开串口 */
　　{
　　perror("open_port");
　　return 1;
　　}

　　if (set_com_config(fds[1], 115200, 8, 'N', 1) < 0) /* 配置串口 */
　　{
　　perror("set_com_config");
　　return 1;
　　}

　　FD_ZERO(&inset); 
　　FD_SET(fds[0], &inset);
　　FD_SET(fds[1], &inset);
　　maxfd = (fds[0] > fds[1])?fds[0]:fds[1];
　　tv.tv_sec = TIME_DELAY;
　　tv.tv_usec = 0;
　　printf("Input some words(enter 'quit' to exit):\n");
　　while (loop && (FD_ISSET(fds[0], &inset) || FD_ISSET(fds[1], &inset)))
　　{ 
　　tmp_inset = inset;
　　res = select(maxfd + 1, &tmp_inset, NULL, NULL, &tv);
　　switch(res)
　　{
　　case -1: /* 错误 */
　　{
　　perror("select");
　　loop = 0;
　　}
　　break;

　　case 0: /* 超时 */
　　{
　　perror("select time out");
　　loop = 0;
　　}
　　break;

　　default:
　　{
　　for (i = 0; i < SEL_FILE_NUM; i++)
　　{
　　if (FD_ISSET(fds[i], &tmp_inset))
　　{
　　memset(buff, 0, BUFFER_SIZE);
　　/* 读取标准输入或者串口设备文件 */
　　real_read = read(fds[i], buff, BUFFER_SIZE);
　　if ((real_read < 0) && (errno != EAGAIN))
　　{
　　loop = 0;
　　}
　　else if (!real_read)
　　{
　　close(fds[i]);
　　FD_CLR(fds[i], &inset);
　　}
　　else
　　{ 
　　buff[real_read] = '\0';
　　if (i == 0)
　　{ /* 将从终端读取的数据写入到串口 */
　　write(fds[1], buff, strlen(buff));
　　printf("Input some words
　　(enter 'quit' to exit):\n");
　　}
　　else if (i == 1)
　　{ /* 将从串口读取的数据写入到普通文件中 */
　　write(recv_fd, buff, real_read);
　　}
　　if (strncmp(buff, "quit", 4) == 0)
　　{ /* 如果读取为quit则退出 */
　　loop = 0;
　　} 
　　}
　　} /* end of if FD_ISSET */
　　} /* for i */
　　} 
　　} /* end of switch */
　　} /* end of while */
　　close(recv_fd); 
　　return 0;
　　} 

　　（3）接下来，将目标板的串口程序交叉编译，再将宿主机的串口程序在PC上编译。

　　（4）连接PC的串口1和开发板的串口2，然后将目标板串口程序下载到开发板上，分别在两台机器上运行串口程序。

　　4．实验结果

　　宿主机上的运行结果如下所示：

　　$ ./com_host 
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　Hello, Target!
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　I'm host program!
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　Byebye!
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　quit /* 这个输入使双方的程序都结束 */ 

　　从串口读取的数据（即目标板中发送过来的数据）写入到同目录下的recv.dat文件中。

　　$ cat recv.dat 
　　Hello, Host!
　　I'm target program!
　　Byebye! 

　　目标板上的运行结果如下所示：

　　$ ./com_target 
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　Hello, Host!
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　I'm target program!
　　Input some words(enter 'quit' to exit):
　　Byebye! 

　　与宿主机上的代码相同，从串口读取的数据（即目标板中发送过来的数据）写入到同目录下的recv.dat文件中。

　　$ cat recv.dat 
　　Hello, Target!
　　I'm host program!
　　Byebye!
　　Quit 

　　请读者用poll()函数实现具有以上功能的代码。

　　本文选自华清远见嵌入式培训教材《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发》