Linux下串口编程​

1.1 串口的名称​

1.1.2 PC机的串口节点名称​

串口的节点在/dev下边。

计算机本身的串口：ttySx ​

USB串口：ttyUSBx​

虚拟机右下角可以将USB串口设备挂载到dev下。​

1.1.2 串口测试命令: microcom​

命令使用方法:​

[root@wbyq ]# microcom --help​

BusyBox v1.23.2 (2020-09-04 15:21:06 CST) multi-call binary.​

Usage: microcom [-d DELAY] [-t TIMEOUT] [-s SPEED] [-X] TTY​

Copy bytes for stdin to TTY and from TTY to stdout​

-d Wait up to DELAY ms for TTY output before sending every​

next byte to it​

-t Exit if both stdin and TTY are silent for TIMEOUT ms​

-s Set serial line to SPEED​

-X Disable special meaning of NUL and Ctrl-X from stdin​

参数如下:​

-d 表示延时时间。发送一个字节后等待一段时间发送下一个字节.​

-t 表示超时时间，超多少时间就自动退出。单位为ms​

-s 表示波特率。​

-X 禁用stdin中NUL和Ctrl-X特殊含义。​

TTY 指定串口设备节点。如SAC0。​

测试命令如下:​

[root@wbyq ]# microcom -t 5000 -s 115200 /dev/ttySAC2​

1.2 串口基本操作​

1.2.1 打开串口​

打开串口连接的时候，程序在open函数中除了Read+Write模式以外还需要指定O_NOCTTY选项:​

fd=open("/dev/ttyUSB0",O_RDWR|O_NOCTTY);​

标志O_NOCTTY告诉系统这个程序不会成为这个端口上的“控制终端”。如果不这样做的话，所有的输入，比如键盘上过来的Ctrl+C中止信号等等，会影响到你的进程。但是通常情况下，用户程序不会使用这个选项。​

1.2.2向串口写数据​

Linux下一切皆文件，写数据直接使用write、fputs等函数即可直接向串口发送数据。​

n = write(fd, "1234\r\n", 6);​

1.2.3从串口读数据​

读数据的时候需要找准时机，需要知道串口何时有数据，可以使用linux下的轮询机制进行监控串口的文件描述符。​

比如: poll、select、epoll机制等。也可以使用异步通知机制：fasync。​

cnt=read(fd,buff,1024);​

1.2.4 关闭串口​

可以使用close系统调用关闭串口:  close(fd);

1.3 配置串口​

1.3.1 刷新输入输出缓冲区​

函数原型: int tcflush(int fd, int queue_selector);​

函数功能: 丢弃写入或者收到但是没有读取的数据.​

函数参数:​

int文件描述符.​

int queue_selector: ​

TCIFLUSH​

刷新已接收但未读取的数据。​

TCOFLUSH​

刷新已写入但未传输的数据。​

TCIOFLUSH 刷新已接收但未读取的数据，以及已写入但未传输的数据。

1.3.2 设置输入输出波特率​

speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p);​

函数功能: 获取输入波特率.​

speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p);​

函数功能: 获取输出波特率.​

int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);​

函数功能: 设置输入波特率.​

int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);​

函数功能: 设置输出波特率.​

波特率可以设置以下的值:​

B0​

B50​

B75​

B110​

B134​

B150​

B200​

B300​

B600​

B1200​

B1800​

B2400​

B4800​

B9600​

B19200​

B38400​

B57600​

B115200​

B230400​

波特率设置示例:​

struct termios uart_cfg;​

memset(&uart_cfg,0,sizeof(struct termios));​

cfsetispeed(&uart_cfg,B115200); //设置输入波特率​

cfsetospeed(&uart_cfg,B115200); //设置输出波特率​

1.3.3 设置串口属性参数​

进行串口编程时，最重要的是tcgetattr和tcsetattr这两个函数,这两个函数可以设置串口的参数和获取串口已经配置的参数。​

比如: 波特率、停止位、数据位、奇偶校验位等. ​

int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);​

函数功能: 获取终端属性参数.​

int tcsetattr(int fd, int optional_actions,const struct termios *termios_p);​

函数功能: 设置终端属性参数.​

参数介绍: ​

int文件描述符.​

int设置更改的时机.​

TCSANOW​

更改立即发生。​

TCSADRAIN​

在传输完所有写入fd的输出之后，将发生更改。​

TCSAFLUSH​

将所有输出写入fd引用的对象之后，将发生更改发送，并且所有已接收但未读取的输入将被丢弃在进行更改之前。 ​

const struct termios *termios_p : 保存配置属性的结构体​

配置示例:​

struct termios uart_cfg;​

memset(&uart_cfg,0,sizeof(struct termios));​

cfsetispeed(&uart_cfg,B115200); //设置输入波特率​

cfsetospeed(&uart_cfg,B115200); //设置输出波特率​

uart_cfg.c_cflag &= ~CSIZE; //清除串口的数据位​

uart_cfg.c_cflag |= CS8; //配置串口的数据位为 8 位​

uart_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB; //配置的停止位:1 个​

uart_cfg.c_cflag |= CREAD; //使能接收​

uart_cfg.c_cflag &= ~PARENB; //不使用奇偶校验​

tcsetattr(fd,TCSANOW,&uart_cfg);​

1.4 struct termios 结构体介绍​

Struct termios结构体包含了以下成员: ​

tcflag_t c_iflag; /* 输入模式设置 */​

tcflag_t c_oflag; /* 输出模式设置 */​

tcflag_t c_cflag; /* 控制模式设置 */​

tcflag_t c_lflag; /* 本地模式 */​

cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */​

1.4.1 c_iflag ​

输入模式标志，控制终端输入方式​

c_iflag参数表：​

1.4.2 c_oflag​

输出模式标志，控制终端输出方式。​

c_oflag参数: ​

1.4.3 c_cflag​

控制模式标志，指定终端硬件控制信息. ​

c_cflag参数：​

1.4.4 c_lflag​

本地模式标志，控制终端编辑功能​

c_lflag参数：​

1.4.5 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支持的控制字符：​

在串口编程模式下，open未设置O_NONBLOCK或O_NDELAY的情况下。​

c_cc[VTIME]和c_cc[VMIN]映像read函数的返回。​

VTIME定义等待的时间，单位是百毫秒(通常是一个8位的unsigned char变量，取值不能大于cc_t)。​

VMIN定义了要求等待的最小字节数，这个字节数可能是0。​

如果VTIME取0，VMIN定义了要求等待读取的最小字节数。函数read()只有在读取了VMIN个字节的数据或者收到一个信号的时候才返回。​

如果VMIN取0，VTIME定义了即使没有数据可以读取，read()函数返回前也要等待几百毫秒的时间量。这时，read()函数不需要像其通常情况那样要遇到一个文件结束标志才返回0。​

如果VTIME和VMIN都不取0，VTIME定义的是当接收到第一个字节的数据后开始计算等待的时间量。如果当调用read函数时可以得到数据，计时器马上开始计时。如果当调用read函数时还没有任何数据可读，则等接收到第一个字节的数据后，计时器开始计时。函数read可能会在读取到VMIN个字节 的数据后返回，也可能在计时完毕后返回，这主要取决于哪个条件首先实现。不过函数至少会读取到一个字节的数据，因为计时器是在读取到第一个数据时开始计时的。​

如果VTIME和VMIN都取0，即使读取不到任何数据，函数read也会立即返回。同时，返回值0表示read函数不需要等待文件结束标志就返回了。​

例如:​

1.5 终端I/O的两种输入处理模式​

Linux系统终端I/O有两种输入处理模式: ​

(1) 规范方式输入处理。在这种方式中，终端输入以行为单位进行处理。对于每个读要求，终端驱动程序最多返回一行。​

(2) 非规范方式输入处理。输入字符不以行为单位进行装配，如果不作特殊处理，则默认方式是规范方式。​

想要修改非规范方式输入处理，可以修改c_lflag本地模式选项，将ICANON属性去掉，ICANON就是规范化方式。 例如: options.c_lflag &= ~(ICANON );​