Mac OS/Linux系统下实现串口通信

来源：互联网发布：网络和社会的关系论文编辑：程序博客网时间：2024/06/05 16:44

最近参加了一个机器人比赛，机器人部分装置需要靠Arduino板来控制，一共两块不同型号的Arduino板，这两块板需要进行通信，还需要分别和电脑上的c++程序通信。我的电脑是Mac Pro 2016款，在Mac系统下实现了串口通信。Mac系统下的很多问题其实和Linux系统下的相似问题的解决方法类似。

了解串口通信原理，搜索关键词“Linux系统c++实现串口通信例程”，有很多文档和教程可以学习。
提供一段历程代码。

#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     "string.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*/#define FALSE  -1#define TRUE   0/*********************************************************************/int OpenDev(char *Dev){    int fd = open( Dev, O_RDWR | O_NOCTTY );         //| O_NOCTTY | O_NDELAY    if (-1 == fd)    {        perror("Can't Open Serial Port");        return -1;    }    else        return fd;}/** *@brief  设置串口通信速率 *@param  fd     类型 int  打开串口的文件句柄 *@param  speed  类型 int  串口速度 *@return  void */int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,    B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, };int name_arr[] = {38400,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300, 38400,    19200,  9600, 4800, 2400, 1200,  300, };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 fd1");                return;            }            tcflush(fd,TCIOFLUSH);        }    }}/** *@brief   设置串口数据位，停止位和效验位 *@param  fd     类型  int  打开的串口文件句柄 *@param  databits 类型  int 数据位   取值 为 7 或者8 *@param  stopbits 类型  int 停止位   取值为 1 或者2 *@param  parity  类型  int  效验类型 取值为N,E,O,,S */int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity){    struct termios options;    options.c_lflag  &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);  /*Input*/    options.c_oflag  &= ~OPOST;   /*Output*/    if  ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0) {        perror("SetupSerial 1");        return(FALSE);    }    options.c_cflag &= ~CSIZE;    switch (databits) /*设置数据位数*/    {        case 7:            options.c_cflag |= CS7;            break;        case 8:            options.c_cflag |= CS8;            break;        default:            fprintf(stderr,"Unsupported data size/n"); return (FALSE);    }    switch (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); /* 设置为奇效验*/            options.c_iflag |= INPCK;             /* Disnable parity checking */            break;        case 'e':        case 'E':            options.c_cflag |= PARENB;     /* Enable parity */            options.c_cflag &= ~PARODD;   /* 转换为偶效验*/            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/n");            return (FALSE);    }    /* 设置停止位*/    switch (stopbits)    {        case 1:            options.c_cflag &= ~CSTOPB;            break;        case 2:            options.c_cflag |= CSTOPB;            break;        default:            fprintf(stderr,"Unsupported stop bits/n");            return (FALSE);    }    /* Set input parity option */    if (parity != 'n')        options.c_iflag |= INPCK;    tcflush(fd,TCIFLUSH);    options.c_cc[VTIME] = 150; /* 设置超时15 seconds*/    options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */    if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)    {        perror("SetupSerial 3");        return (FALSE);    }    return (TRUE);}int main(int argc, char **argv){    int fd, fd2;    int nread, nwrite;    char buff[512];    char buu = 'a';    char buu2 ;    char buu3 = 'c';    char *dev  = "/dev/cu.usbmodem14311"; //串口二    char *dev2 = "/dev/cu.usbmodem14331";    fd = OpenDev(dev);    fd2 = OpenDev(dev2);    set_speed(fd,9600);    set_speed(fd2, 9600);    if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE)    {        printf("Set Parity Error/n");        exit (0);    }    if (set_Parity(fd2,8,1,'N') == FALSE)    {        printf("Set Parity Error/n");        exit (0);    }    printf("look1\n");    sleep(10);    nwrite = write(fd, &buu, 1);    //buff[nread+1] = '\0';    printf("%d\n%c\n", nwrite, buu);    sleep(10);    printf("Look2\n");    nread = read(fd, &buu2, 1);    //buff[nread+1] = '\0';    printf("%d\n%c\n", nread, buu2);    sleep(10);    printf("Look3\n");    nwrite = write(fd2, &buu2, 1);    printf("%d\n%c\n", nwrite, buu2);    sleep(10);    printf("Look4\n");    nread = read(fd2, &buu2, 1);    //buff[nread+1] = '\0';    printf("%d\n%c\n", nread, buu2);    sleep(10);    printf("Look5\n");    nwrite = write(fd2, &buu2, 1);    printf("%d\n%c\n", nwrite, buu2);    sleep(10);    printf("Look6\n");    nread = read(fd2, &buu2, 1);    //buff[nread+1] = '\0';    printf("%d\n%c\n", nread, buu2);//    }    //printf("Look\n");      close(fd);    //exit (0);}

以上代码比较重要的几个函数的解释：首先dev[]和dev2[]需要记录串口（设备）的名字。查看设备名字的方法，打开终端，进入/dev目录下，使用命令ls查看当下连接的串口名字。
fd = OpenDev(dev)，打开端口函数，确保串口名字没有问题就可以
set_speed()，设置串口波特率参数，注意查询参数，否则会出现通信问题
set_Parity()，设置奇偶校验位参数，注意查询参数，否则就出现通信问题
接下来就是使用read()函数进行串口的读，write()函数进行串口的写
read()函数和write()函数传入的参数都是三个，fd选择哪一个串口，char *读取或者写入的字符，第三个参数表示字符的长度。具体使用前可以详细了解一下函数
nread和nwrite用来记录read()和write()函数的返回值，读取或者写入正常的话返回的是读取或者写入字符的长度，否则返回负值
后面的程序是我写的，加了很多的sleep()函数，这个点是很多教程上都没有写到的，一般使用串口通信的时候，一边是电脑，一边是其他的硬件设备（这里以Arduino板为例），两边相互连接。在起始的时候，硬件需要和电脑进行连接，所以这个时候程序最好不要一运行就读取或者写入串口。就拿读取为例，电脑上的程序读取的时刻，Arduino板由于与电脑连接初始化还没完成，因此板上的Serial.print(‘z’)程序还未正式运行，未向串口写入东西，当Arduino板运行写入程序的时刻，电脑程序已经运行了读取的语句，导致电脑无法从串口读到东西。因此最好加上sleep()，确保这个初始化时间内没有做串口读写的事。同理，当对不同串口进行读写之间，最好加上sleep()，给点延迟，让硬件通信能够建立完成。
最后想说的是，硬件的问题有时候会比较迷，解决问题需要耐住性子，不断地调试软件程序和检查硬件设备。

2 0