文件编程（5）串口应用编程

一.终端

1.首先我们来了解一下终端的概念，终端指的是用户和计算机进行对话的接口，比如键盘，显示器，串口等物理设备，以及Xwindow上的虚拟终端等。类Unix系统都有文本式虚拟终端，使用ctrl + Alt + F1~F6可以进入文本虚拟终端。在Xwindow上可以打开几十个甚至更多的图形式虚拟终端，这些虚拟终端包括xterm还有rxvt等，而windows上则有crt以及putty等虚拟终端。

2.终端的工作模式

通过在termios结构的c_lflag中设置ICANNOW标志来定义终端是以什么模式工作。

（1）规范模式

所有的输入是基于行进行处理的。在用户输入一个行结束符（回车或者EOF）之前，用户调用read函数是读不到任何字符的。除了EOF之外的行结束符，包括回车都会被当做普通字符读到缓冲区。在这种模式下，行编辑是可行的，而且一次调用read函数最多只能读取一行数据，如果可读数据过多，会留到下一次再读取。

（2）非规范模式

所有输入都是即时有效，不需要用户输入行结束符，而且不可进行行编辑。对参数MIN（c_cc[VMIN]）和TIME(c_cc[VTIME])的设置决定read函数的调用方式。分别如下

---》MIN = 0，TIME=0：

read函数立即返回。若有数据可读，则读取数据并返回读取到的字节数，否则读取失败并返回0

---》MIN >0，TIME=0：

至少有MIN个有效数据才会返回，否则一直阻塞

---》MIN = 0，TIME>0：

只要有数据可读或者是经过TIME个十分之一秒的时间就返回。要么返回读取到的字节数，要么返回0

---》MIN > 0，TIME>0：

当有MIN个字节数据可读的时候或者是两个输入字符之间的时间间隔超过TIME个十分之一秒的时候就返回。但是要在输入第一个字符以后才会启动定时器，所以至少读回一个字符。

（3）原始模式

   其实是一种特殊的非规范模式。所有输入数据以字节为单位被处理。终端不可回显，而且所有特定的终端输入输出控制处理不可用。通过调用cfmakeraw函数可以将终端设置为原始模式。

二.主要数据结构

1.struct  termios

{

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; //本地模式标志

unsigned char c_line;//线路规程

unsigned char c_cc[NCC];//控制特性

speed_t   c_ispeed; //输入波特率 

speed_t   c_ospeed;//输出波特率 

}

涉及到的头文件#include<termios.h>

2.c_cflag:他的成员都不能直接赋值对其进行初始化，而是要用按位与和按位或的方式操作。

（1）B115200:波特率，B+表示波特率的数值。

（2）EXTA：外部时钟率

（3）EXTB：外部时钟率

（4）CSIZE：数据位的位掩码

（5）CS5~CS8：（5~8）个数据位

（6）CSTOPB：2个停止位（不设则是一个停止位）

（7）CREAD：接收使能

（8）PARENB：校验位使能

（9）PARODD：使用奇校验而不是用偶校验

（10）HUPCL：最后关闭时挂线（放弃DTR）

（11）CLOCAL：本地连接，不改变端口所有者

（12）CRTSCTS：硬件流控

3.c_iflag：输入模式标志用于控制端口接收端的字符输入处理。他支持的常量名称如下

（1） IGNPAR：忽略奇偶校验

（2）PARMRK：奇偶校验错误掩码

（3）ISTRIP：裁剪掉第八位比特

（4）IXON：启动输出软件流控

（5）IXOFF：启动输入软件流控

（6）IXANY:允许输入任意字符可以重新启动输出（默认为输入起始字符才重启输出）

（7）IGNBRK：忽略输入终止条件

（8）BRKINT：当检测到输入终止条件的时候发送SIGINT信号

（9）INLCR：将换行（NL）转换为回车（CR）

（10）IGNCR：忽略回车

（11）ICRNL：将回车转换为换行

（12）IUCLC：将大写转为小写

（13）IMAXBEL：当输入队列满了的时候响铃

4.c_oflag：用于控制终端端口发送出去的字符处理，c_oflag支持的常量名称如下所示。（延时掩码几乎已经废弃了）

（1）OPOST：启用输出管理功能，如果不设置该标志，则其它标志都会被忽略

（2）OLCUC：将输出的大写转换为小写

（3）。。。。。。各种延时掩码

5.c_lflag：

（1）ISIG：若收到信号字符（如INTR，QUIT等）则会产生相应的信号

（2）ICANON：启用规范模式

（3）ECHO：启用本地回显功能

（4）ECHOE：若设置ICANON，则允许退格操作

（5）ECHOK：若设置ICANON，则KILL字符会删除当前行

（6）ECHONL：若设置ICANON，则允许回显换行符

（7）ECHOCTL，ECHOPRT，ECHOKE

（8）NOFLSH：在通常情况下，如果接受到INTR，QUIT和SUSP控制字符的时候，会清空输入和输出队列。如果设置该标志，则所有的队列不会被清空。

（9）TOSTOP：如果一个后台进程试图向他的控制终端进行写操作，则系统会向该后台进程所在的进程组发送SIGTTOU信号。该信号通常终止进程的执行。

（10）IEXTEN：启用输入处理功能。

6.c_cc：定义特殊控制特性。

（1）VINTR：中断控制字符。对应键为ctrl + c

（2）VQUIT：退出操作符，对应键为ctrl + z

（3）VERASE：删除操作符

（4）VKILL：删除行符，ctrl + u

（5）VEOF：文件结尾符，ctrl + d

（6）VEOL：附加行结尾符

（7）VEOL2：第二行结尾符

（8）VMIN：指定最少读取的字符数

（9）VTIME：指定读取的每个字符之间的超时时间

/**************************************filename：serialconfig.c*author:ZhenjunLiu*desc:config the serial with some args*************************************/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <errno.h>#include <termios.h>#include <fcntl.h>#include <sys/time.h>#include <unistd.h>int set_com_config(int fd,int baudrate,int data_bit,char parity,int stop_bit){struct termios new_cfg,old_cfg;int speed;/*1.保存原先串口配置*/if(tcgetattr(fd,&old_cfg) != 0){perror("tcgetattr");return -1;}new_cfg = old_cfg;/*2.激活选项,设置为原始模式*/new_cfg.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;cfmakeraw(&new_cfg);/*3.设置位掩码，除去位掩码*/new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;/*4.设置波特率*/switch(baudrate){case 2400:{speed = B2400;}break;case 4800:{speed = B4800;}break;case 9600:{speed = B9600;}break;case 19200:{speed = B19200;}break;case 38400:{speed = B38400;}break;case 230400:{speed = B230400;}break;case 115200:default:{speed = B115200;}break;}/*实际波特率的设置*/cfsetispeed(&new_cfg,speed);cfsetospeed(&new_cfg,speed);/*5.数据位设置*/switch(data_bit){case 7:{new_cfg.c_cflag |= CS7;}break;default:case 8:{new_cfg.c_cflag |= CS8;}break;}/*6.奇偶校验位*/switch(parity){default:case 'n':case 'N':{new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;new_cfg.c_iflag &= ~INPCK;}break;case 'o':case 'O':{new_cfg.c_cflag |= (PARENB | PARODD);new_cfg.c_iflag |= INPCK;}break;case 'e':case 'E':{new_cfg.c_cflag |= PARENB;new_cfg.c_cflag &= ~PARODD;new_cfg.c_iflag |= INPCK;}break;case 's':case 'S':{new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;}break;}/*7.设置停止位*/switch(stop_bit){case 1:default:{new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB; }break;case 2:{new_cfg.c_cflag |= CSTOPB;}break;}/*8.设置最少字符和等待时间*/new_cfg.c_cc[VTIME] = 0;new_cfg.c_cc[VMIN] = 6;/*9.清除串口缓冲TCIFLUSH：对接收到而未被读取的数据进行清空处理TCOFLUSH：对尚未传送成功的输出数据进行清空处理TCIOFLUSH：包括前两种功能，即对尚未处理的数据进行处理*/tcflush(fd,TCIFLUSH);/*10.激活配置TCSANOW：配置的修改立即生效TCSADRAIN：配置的修改在所有写入fd的输出都传输完毕之后生效TCSAFLUSH：所有已接收但未读入的输入都将在修改生效之前被丢弃*/if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&new_cfg)) != 0){perror("tcsetattr");return -1;}return 0;}//#define COMGERAL1#define MAX_COM_NUM 4int open_serial(int com_port){int fd;#ifdef COMGERAL char *dev[] = {"/dev/ttySAC0","/dev/ttySAC1","/dev/ttySAC2","/dev/ttySAC3"};#elsechar *dev[] = {"/dev/ttyUSB0","/dev/ttyUSB1","/dev/ttyUSB2","/dev/ttyUSB3"};#endifif((com_port < 0) || (com_port > MAX_COM_NUM)){return -1;}fd = open(dev[com_port -1],O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);if(fd < 0){perror("open");return -1;}if(fcntl(fd,F_SETFL,0) < 0){perror("fcntl");return -1; }if(isatty(fd) == 0){perror("This is not a tty");return -1;}return fd;}#define BUF_SIZE 1024int main(void){int fd,res;char buf[BUF_SIZE];char buff[BUF_SIZE];fd_set inset,tempset;struct timeval tv;FD_ZERO(&inset);if((fd = open_serial(1)) < 0){perror("open port");return -1;}if(set_com_config(fd,115200,8,'N',1) < 0){perror("set com_config");return -1;}FD_SET(fd,&inset);tv.tv_sec = 5;tv.tv_usec = 0;do{tempset = inset;printf("Please input some data(quit to exit)\n");memset(buf,0,BUF_SIZE);if(fgets(buf,BUF_SIZE,stdin) == NULL){perror("input error");break;}write(fd,buf,strlen(buf));memset(buff,0,BUF_SIZE);sleep(1);tv.tv_sec = 5;tv.tv_usec = 0;res = select(fd + 1,&tempset,NULL,NULL,&tv); if(res == 0)printf("time out \n");else if (res < 0)printf("select error\n");else{read(fd,buff,BUF_SIZE);printf("from zigbee:%s",buff);}}while(strncmp(buf,"quit",4) && (FD_ISSET(fd,&inset)));close(fd);return 0;}