linux 串口通信 编程详解

计算机串口的引脚说明

串口操作

串口操作需要的头文件

#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     <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*/  

打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：

fd_uart = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR|O_NOCTTY);

if(fd_uart == -1)

{

　　perror("can't open uart"); //串口打开失败

}

终端设备设置

最基本的设置包括波特率设置，效验位和停止位设置。

串口的设置主要是设置 struct termios 结构体的各成员值。

struct termio
{    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;        /* local mode flags */    
    unsigned char  c_line;            /* line discipline */    
    unsigned char  c_cc[NCC];    /* control characters */
};

　　其具体意义如下。

　　c_iflag：输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如表1所示。

　　表1 c_iflag参数表

键 值 说 明

IGNBRK 忽略BREAK键输入

BRKINT 如果设置了IGNBRK，BREAK键输入将被忽略

IGNPAR 忽略奇偶校验错误

PARMRK 标识奇偶校验错误

INPCK 允许输入奇偶校验

ISTRIP 去除字符的第8个比特

INLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）

IGNCR 忽略输入的回车

ICRNL 将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）

IUCLC 将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）

IXON 允许输入时对XON/XOFF流进行控制

IXANY 输入任何字符将重启停止的输出

IXOFF 允许输入时对XON/XOFF流进行控制

IMAXBEL 当输入队列满的时候开始响铃

c_oflag：输出模式标志，控制终端输出方式，具体参数如表2所示。

　　表2 c_oflag参数

键 值 说 明

OPOST 处理后输出

OLCUC 将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）

ONLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）

OCRNL 将输入的CR（回车）转换成NL（换行）

ONOCR 第一行不输出回车符

ONLRET 不输出回车符

OFILL 发送填充字符以延迟终端输出

OFDEL 以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符为NUL

NLDLY 换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）

CRDLY 回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3

TABDLY 水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3

BSDLY 空格输出延迟，可以取BS0或BS1

VTDLY 垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1

FFDLY 换页延迟，可以取FF0或FF1

c_cflag：控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如表3所示。

　　表3 c_cflag参数

键 值 说 明

CBAUD 波特率（4+1位）（非POSIX）

CBAUDEX 附加波特率（1位）（非POSIX）

CSIZE 字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8

CSTOPB 设置两个停止位

CREAD 使用接收器

PARENB 使用奇偶校验

PARODD 对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验

HUPCL 关闭设备时挂起

CLOCAL 忽略调制解调器线路状态

CRTSCTS 使用RTS/CTS流控制

c_lflag：本地模式标志，控制终端编辑功能，具体参数如表4所示。

　　表4 c_lflag参数

键 值 说 明

ISIG 当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号

ICANON 使用标准输入模式

XCASE 在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。

ECHO 显示输入字符

ECHOE 如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符

ECHOK 如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行

ECHONL 如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符

ECHOPRT 如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）

TOSTOP 向后台输出发送SIGTTOU信号

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中定义了如表5所示的控制字符。

　　表5 c_cc支持的控制字符

宏 说 明 宏 说 明

VINTR Interrupt字符 VEOL 附加的End-of-file字符

VQUIT Quit字符 VTIME 非规范模式读取时的超时时间

VERASE Erase字符 VSTOP Stop字符

VKILL Kill字符 VSTART Start字符

VEOF End-of-file字符 VSUSP Suspend字符

VMIN 非规范模式读取时的最小字符数 ​ ​

tcsetattr函数用于设置终端的相关参数。参数fd为打开的终端文件描述符，参数optional_actions用于控制修改起作用的时间，而结构体termios_p中保存了要修改的参数。

　　optional_actions可以取如下的值：

　　TCSANOW：不等数据传输完毕就立即改变属性。

　　TCSADRAIN：等待所有数据传输结束才改变属性。

　　TCSAFLUSH：清空输入输出缓冲区才改变属性。

　　错误信息：

　　EBADF：非法的文件描述符。

　　EINTR：tcsetattr函数调用被信号中断。

　　EINVAL：参数optional_actions使用了非法值，或参数termios中使用了非法值。

　　ENCTTY：非终端的文件描述符。

修改波特率的代码如下：

int speed_arr[] = { B115200, B57600, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300};
int name_arr[] =  { 115200,  57600,  38400,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300};

/**
*@brief  Set Serial Port BitRate
*@param  fd     Type : int The File Description of Serial Port
*@param  speed  Type : int  Serial Speed
*@return  void
*/
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 fd");
                return;
            }
            tcflush(fd,TCIOFLUSH);
        }
    }
}

设置校验的代码

/**
*@brief   Set Serial Port Databits, Stopbits and Parity.
*@param  fd     Type:  int The File Description of Serial Port
*@param  databits Type:  int Databits 7 or 8
*@param  stopbits Type:  int Stopbits 1 or 2
*@param  parity  Type:  int  Parity Type: n,N,e,E,o,O,s,S
*/
int set_Parity(int fd, int databits, int parity, int stopbits)
{
    struct termios options;
    if ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0)
    {
        perror("SetupSerial 1");
        return(-1);
    }
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    switch (databits)               /*Set Datebits*/
    {
    case 7:
        options.c_cflag |= CS7;
        break;
    case 8:
        options.c_cflag |= CS8;
        break;
    default:
        fprintf(stderr,"Unsupported data size\n");
        return(-1);
    }

    switch (parity) /*Set 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); /* Odd Checking*/
          options.c_iflag |= INPCK;             /* Disnable parity checking */
          break;
    case 'e':
    case 'E':
          options.c_cflag |= PARENB;     /* Enable parity */
          options.c_cflag &= ~PARODD;   /* Even Checking*/
          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(-1);
    }

    switch (stopbits)               /*Set Stobits*/
    {
    case 1:
        options.c_cflag &= ~CSTOPB;
        break;
    case 2:
        options.c_cflag |= CSTOPB;
        break;
    default:
        fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n");
        return(-1);
    }
    /* Set input parity option */
    if (parity != 'n')
      options.c_iflag |= INPCK;

    /*以下两句添加后发送方可以不加回车换行，但是read读取不完整*/
    options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);     /*Input*/
    options.c_oflag &= ~OPOST;  /*Output*/

    //屏蔽功能： NL(换行)->CR(回车)、CR->NL、忽略输入回车
    options.c_iflag &= ~(INLCR | ICRNL | IGNCR);
    options.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL);

    tcflush(fd,TCIFLUSH);
    //未设置O_NONBLOCK或O_NDELAY
    options.c_cc[VTIME] = 150; /* Timeout in 15 seconds*/
    options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */
    if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
    {
      perror("SetupSerial 3");
      return(-1);
    }
    return(0);
}

main函数

int main(void)


{
    char buf[512] = {0};
    int nread = 0;
    char* dev = "/dev/ttyS0";
    int fd = open(dev, O_RDWR|O_NOCTTY);
    if (fd > 0)
    {
        printf("Open %s Success!\n", dev);
    }
    else
    {
        printf("Can't Open %s\n", dev);
        exit(0);
    }

    set_speed(fd, 115200);
    if(set_Parity(fd, 8, 'N', 1) == -1)
    {
        close(fd);
        exit(-1);
    }

    while(1)  
    {  
       if((nread = read(fd,buf,512))>0)  
       {  
          printf("%s",buf);  
       }  
    }  
    close(fd);  
    exit(0);  
}