Linux串口应用开发

Linux串口应用开发
串口概述
用户常见的数据通信的基本方式有两种：
并行通信；
串行通信
串行通信是计算机常用的接口，如RS-232-C接口。该标准规定采用一个DB25芯引脚连接器或DB9芯引脚连接器。芯片内部常具有UART控制器，其可工作于Interrupt（中断模式）或

DMA（直接内存访问）模式。
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；
自动流控制模式；
串口参数的配置主要包括：波特率、数据位、停止位、流控协议。

Linux中的串口设备文件存放在/dev目录下，其中串口一、串口二对应设备名依次为“/dev/ttyS0","/dev/ttyS1"。
在Linux下操作串口与操作文件相同。

串口详细配置
在使用串口之前必须设置相关配置，包括：波特率、数据位、校验位、停止位等。串口设置由下面结构体实现：
struct termios{
tcflag_t c_iflag;/*input flage*/
tcflag_t c_oflag;/*output flags*/
tcflag_t c_cflag;/*control flags*/
tcflag_t c_lflag;/*local flags*/
cc_t c_cc[NCCS];/*control characters*/
};
该结构中c_cflag最为重要，可设置波特率、数据位、校验位、停止位。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。
c_cflag CCTS_OFLOW  输出的CTS流控制
            CIGNORE     忽略控制标志
            CLOCAL      忽略解制-解调器状态行
            CREAD    启用接收装置
            CRTS_IFLOW   输入的RTS流控制
            CSIZE     字符大小屏幕
            CSTOPB    送两个停止位，否则为1位
            HUPCL   最后关闭时断开
            MDMBUF  经载波的流控输出
            PARENB    进行奇偶校   默认为偶校验
            PARODD    奇校，否则为偶校
输入模式c_iflag成员控制端口接收端的字符输入处理。
c_iflag   BRKINT    接到BREAK时产生SIGINT
            ICRNL     将输入的CR转换为NL
            IGNBRK    忽略BREAK条件
            IGNCR   忽略CR
            IGNPAR   忽略奇偶错字符
            IMAXBEL   在输入队列空间振铃
            INLCR     将输入的NL转换为CR
            INPCK     打开输入奇偶校验
            ISTRIP    剥除输入字符的第8位
            IUCLC   将输入的大定字符转换成小写字符
            IXANY     使任一字符都重新起动输出
            IXOFF     使启动/停止输入控制流起作用
            IXON      使启动/停止输出控制流起作用
            PARMRK    标记奇偶错
串口控制函数
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

串口配置流程
（1）保存原先串口配置使用tcgetattr(fd,&oldtio)函数
struct termios newtio,oldtio;tcgetattr(fd,&oldtio);
（2）激活选项有CLOCAL和CREAD，用于本地连接和接收使能。newtio.c_cflag|=CLOCAL|CREAD;
（3）设置波特率，使用函数cfsetispeed、cfsetospeed
cfsetispeed(&newtio,B115200);
cfsetospeed(&newtio,B115200);
（4）设置数据位，需使用掩码设置。
newtio.c_cflag&=~CSIZE;
newtio.c_cflag|=CS8;
（5）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;
（5）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;
（6）设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等时间没有特别要求时，可设为0。
newtio.c_cc[VTIME]=0;
newtio.c_cc[VMIN]=0;
（7）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。
如:tcflush(fd,TCIFLUSH);
（8）激活配置。在完成配置后，需激活配置使其生效。使用

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，在列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)

 

串口使用详解
在配置完串口的相关属性后，就可对串口进行打开，读写操作了。其使用方式与文件操作一样，区别在于串口是一个终端设备。
打开串口
fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
Open函数中除普通参数外，另有两个参数O_NOCTTY和O_NDELAY。
O_NOCTTY：通知linux系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端。
O_NDELAY：通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态（端口的另一端是否激活或者停止）。
然后，恢复串口的状态为阻塞状态，用于等待串口数据的读入。用fcntl 函数：
fcntl(fd,F_SETFL,0);
接着，测试打开的文件描述符是否引用一个终端设备，以进一步确认串口是否正确打开。
isatty(STDIN_FILENO);

 

读写串口
串口的读写与普通文件一样，使用read,write函数。
read(fd,buff,8);
write(fd,buff,8);
实例见:seri.c
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<errno.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<termios.h>
#include<stdlib.h>

int set_opt(int fd,int nSpeed,int nBits, char nEvent,int

nStop){
/* fd 设图示文件的描述符
   nSpeed波特率
   nBits 数据位
   nEvent 校验
   nStop 停止位
*/
struct termios newtio,oldtio;
if(togetattr(fd,&oldtio)!=0){
perror("SetupSerial 1");
return -1;
}
bzero(&newtio,sizeof(newtio));
newtio.c_cflag|=CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag&=~CSIZE;
switch(nBits){
case 7:
newtio.c_cflag|=CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag|=CS8;
break;
}
switch(nEvent){
case 'O':
newtio.c_cflag | = PARENB;
newtio.c_cflag | = PARODD;
newtio.c_iflag | =(INPCK | ISTRIP);
break;
case 'E':
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |=PARENB;
newtio.c_cflag &=~PARODD;
break;
case 'N':
newtio.c_cflag & = ~PARENB;
break;
}

switch(nSpeed){
case 2400:
cfsetispeed(&newtio,B2400);
cfsetospeed(&newtio,B2400);
break;
case 4800:
cfsetispeed(&newtio,B4800);
cfsetospeed(&newtio,B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&newtio,B9600);
cfsetospeed(&newtio,B9600);
break;
case 1152000:
cfsetispeed(&newtio,B115200);
cfsetospeed(&newtio,B115200);
break;
default:
cfsetispeed(&newtio,B9600);
cfsetospeed(&newtio,B9600);
break;
}

if(nStop==1)
newtio.c_cflag&=~CSTOPB;
else if(nStop==2)
newtio.c_cflag|=CSTOPB;

newtio.c_cc[VTIME]=0;
newtio.c_cc[VMIN]=0;

tcflush(fd,TCIFLUSH);

if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0){
perror("com set error");
return -1;
}
print ("set done!/n");
return 0;
}

int open_port(int fd,int comport){
char *dev[]={"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"}
long vdisable;
if(comport==1){
fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if(-1==fd){
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
else printf("open ttyS0...../n");
}
if(comport==2){
fd=open("/dev/ttyS1",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if(-1==fd){
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
else printf("open ttyS1...../n");
}
if(comport==3){
fd=open("/dev/ttyS2",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if(-1==fd){
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
else printf("open ttyS2...../n");
}
if(fcntl(fd,F_SETFL,0)<0)
printf("fcntl failed!/n");
else
printf("fcntl =%d/n",fcntl(fd,F_SETFL,0));
if(isatty(STDIN_FILENO)==0)
printf("standard input is not a terminal device/n");
else
printf("isaty success!/n");
printf("fd-open=%d/n",fd);
return fd;
}

int main(void){
int fd;
int nread,i;
char buff[]="Hello/n";

if((fd==open_port(fd,1))<0){
perror("open_port error");
return;
}
if((i=set_opt(fd,115200,9,'N',1))<0){
perror("set_opt error");
return;
}

printf("fd=%d/n",fd);
nread=read(fd,buff,8);
printf("nread=%d,%s/n",nread,buff);
close(fd);
return ;
}