详解linux下的串口通讯开发
串行口是計算機一種常用的接口，具有連接線少，通訊簡單，得到廣泛的使用。常用的串口是RS-232-C接口(又稱EIA RS-232-C)它是在1970年由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。串口通訊指的是計算機依次以位（bit）為單位來傳送數據，串行通訊使用的范圍很廣，在嵌入式系統開發過程中串口通訊也經常用到通訊方式之一。
Linux對所有設備的訪問是通過設備文件來進行的，串口也是這樣，為了訪問串口，只需打開其設備文件即可操作串口設備。在linux系統下面，每一個串口設備都有設備文件與其關聯，設備文件位于系統的/dev目錄下面。如linux下的/ttyS0，/ttyS1分別表示的是串口1和串口2。下面來詳細介紹linux下是如何使用串口的：
1. 串口操作需要用到的頭文件
#include /*標準輸入輸出定義*/
#include /*標準函數庫定義*/
#include /*Unix 標準函數定義*/
#include
#include
#include /*文件控制定義*/
#include /*POSIX 終端控制定義*/
#include /*錯誤號定義*/
#include /*字符串功能函數*/
2. 串口通訊波特率設置
波特率的設置定義在，其包含在頭文件里。
常用的波特率常數如下：
B0-------à0 B1800-------à1800
B50-----à50 B2400------à2400
B75-----à75 B4800------à4800
B110----à110 B9600------à9600
B134----à134.5 B19200-----à19200
B200----à200 B38400------à38400
B300----à300 B57600------à57600
B600----à600 B76800------à76800
B1200---à1200 B115200-----à115200
假定程序中想要設置通訊的波特率，使用cfsetispeed( )和cfsetospeed( )函數來操作，獲取波特率信息是通過cfgetispeed（）和cfgetospeed（）函數來完成的。比如可以這樣來指定串口通訊的波特率：
#include //頭文件定義
........
........
.......
struct termios opt； /*定義指向termios 結構類型的指針opt*/
/***************以下設置通訊波特率****************/
cfsetispeed(&opt，B9600 )； /*指定輸入波特率，9600bps*/
cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定輸出波特率，9600bps*/
/************************************************/
.........
..........
一般來說，輸入、輸出的波特率應該是一致的。
3. 串口屬性配置
在程序中，很容易配置串口的屬性，這些屬性定義在結構體struct termios中。為在程序中使用該結構體，需要包含文件，該頭文件定義了結構體struct termios。該結構體定義如下：
#define NCCS 19
struct termios {
tcflag_t c_iflag; /* 輸入參數 */
tcflag_t c_oflag; /* 輸出參數 */
tcflag_t c_cflag; /* 控制參數*/
tcflag_t c_ispeed; /* 輸入波特率 */
tcflag_t c_ospeed; /* 輸出波特率 */
cc_t c_line; /* 線控制 */
cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符*/
};
其中成員c_line在POSIX(Portable Operating System Interface for UNIX)系統中不使用。對于支持POSIX終端接口的系統中，對于端口屬性的設置和獲取要用到兩個重要的函數是：
（1）.int tcsetattr（int fd，int opt_DE，*ptr）
該函數用來設置終端控制屬性，其參數說明如下：
l fd：待操作的文件描述符
l opt_DE：選項值，有三個選項以供選擇：
TCSANOW： 不等數據傳輸完畢就立即改變屬性
TCSADRAIN：等待所有數據傳輸結束才改變屬性
TCSAFLUSH：清空輸入輸出緩沖區才改變屬性
l *ptr：指向termios結構的指針
函數返回值：成功返回0，失敗返回－1。
（2）.int tcgetattr（int fd，*ptr）
該函數用來獲取終端控制屬性，它把串口的默認設置賦給了termios數據數據結構，其參數說明如下：
l fd：待操作的文件描述符
l *ptr：指向termios結構的指針
函數返回值：成功返回0，失敗返回－1。
4. 打開串口
在前面已經提到linux下的串口訪問是以設備文件形式進行的，所以打開串口也即是打開文件的操作。函數原型可以如下所示：
int open（“DE_name”，int open_Status）
參數說明：
（1）.DE_name：要打開的設備文件名
比如要打開串口1，即為/dev/ttyS0。
（2）.open_Status：文件打開方式，可采用下面的文件打開模式：
l O_RDONLY：以只讀方式打開文件
l O_WRONLY：以只寫方式打開文件
l O_RDWR：以讀寫方式打開文件
l O_APPEND：寫入數據時添加到文件末尾
l O_CREATE：如果文件不存在則產生該文件，使用該標志需要設置訪問權限位mode_t
l O_EXCL：指定該標志，并且指定了O_CREATE標志，如果打開的文件存在則會產生一個錯誤
l O_TRUNC：如果文件存在并且成功以寫或者只寫方式打開，則清除文件所有內容，使得文件長度變為0
l O_NOCTTY：如果打開的是一個終端設備，這個程序不會成為對應這個端口的控制終端，如果沒有該標志，任何一個輸入，例如鍵盤中止信號等，都將影響進程。
l O_NONBLOCK：該標志與早期使用的O_NDELAY標志作用差不多。程序不關心DCD信號線的狀態，如果指定該標志，進程將一直在休眠狀態，直到DCD信號線為0。
函數返回值：
成功返回文件描述符，如果失敗返回-1
例如假定以可讀寫方式打開/dev/ttyS0設備，就可以這樣操作：
#include //頭文件包含
......
......
int fd; /* 文件描述符 */
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | 0_NOCTTY)； /*以讀寫方式打開設備*/
if(fd == -1)
perror("Can not open Serial_Port 1/n！")；/*打開失敗時的錯誤提示*/
........
........
5. 串口讀操作（接收端）
用open函數打開設備文件，函數返回一個文件描述符(file descriptors,fd)，通過文件描述符來訪問文件。讀串口操作是通過read函數來完成的。函數原型如下：
int read(int fd, *buffer,length)；
參數說明：
（1）.int fd：文件描述符
（2）.*buffer：數據緩沖區
（3）.length：要讀取的字節數
函數返回值：
讀操作成功讀取返回讀取的字節數，失敗則返回-1。
6. 串口寫操作（發送端）
寫串口操作是通過write函數來完成的。函數原型如下：
write(int fd, *buffer,length);
參數說明：
（1）.fd：文件描述符
（2）.*buffer：存儲寫入數據的數據緩沖區
（3）.length：寫入緩沖去的數據字節數
函數返回值：
成功返回寫入數據的字節數,該值通常等于length，如果寫入失敗返回-1。
例如：向終端設備發送初始化命令
#include //頭文件包含
......
......
int n
sbuf[]={Hello，this is a Serial_Port test！/n }；//待發送數據
int len_send="sizeof"（sbuf）；//發送緩沖區字節數定義
n = write(fd,sbuf,len_send); //寫緩沖區
if(n == -1)
{
printf("Wirte sbuf error./n");
}
......
......
7. 關閉串口
對設備文件的操作與對普通文件的操作一樣，打開操作之后還需要關閉，關閉串口用函數close( )來操作，函數原型為：
int close(int fd);
參數說明：
fd：文件描述符
函數返回值：
成功返回0，失敗返回-1。
NAME
termios, tcgetattr, tcsetattr, tcsendbreak, tcdrain, tcflush, tcflow, cfmakeraw, cfgetospeed, cfgetispeed, cfsetispeed, cfsetospeed - 獲取和設置終端屬性，行控制，獲取和設置波特率
SYNOPSIS 總覽
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
int tcgetattr(intfd, struct termios *termios_p);
int tcsetattr(intfd, intoptional_actions, struct termios *termios_p);
int tcsendbreak(intfd, intduration);
int tcdrain(intfd);
int tcflush(intfd, intqueue_selector);
int tcflow(intfd, intaction);
int cfmakeraw(struct termios *termios_p);
speed_t cfgetispeed(struct termios *termios_p);
speed_t cfgetospeed(struct termios *termios_p);
int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_tspeed);
int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_tspeed);
DESCRIPTION 描述
termios 函數族提供了一個常規的終端接口，用于控制非同步通信端口。
這里描述的大部分屬性有一個termios_p類型的參數，它是指向一個termios結構的指針。這個結構包含了至少下列成員：
tcflag_t c_iflag; /* 輸入模式 */
tcflag_t c_oflag; /* 輸出模式 */
tcflag_t c_cflag; /* 控制模式 */
tcflag_t c_lflag; /* 本地模式 */
cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */
c_iflag標志常量：
IGNBRK忽略輸入中的 BREAK 狀態。BRKINT如果設置了IGNBRK，將忽略 BREAK。如果沒有設置，但是設置了BRKINT，那么 BREAK 將使得輸入和輸出隊列被刷新，如果終端是一個前臺進程組的控制終端，這個進程組中所有進程將收到SIGINT信號。如果既未設置IGNBRK也未設置BRKINT，BREAK 將視為與 NUL 字符同義，除非設置了PARMRK，這種情況下它被視為序列 /377 /0 /0。IGNPAR忽略楨錯誤和奇偶校驗錯。PARMRK如果沒有設置IGNPAR，在有奇偶校驗錯或楨錯誤的字符前插入 /377 /0。如果既沒有設置IGNPAR也沒有設置PARMRK，將有奇偶校驗錯或楨錯誤的字符視為 /0。INPCK啟用輸入奇偶檢測。ISTRIP去掉第八位。INLCR將輸入中的 NL 翻譯為 CR。IGNCR忽略輸入中的回車。ICRNL將輸入中的回車翻譯為新行 (除非設置了IGNCR)。IUCLC(不屬于 POSIX) 將輸入中的大寫字母映射為小寫字母。IXON啟用輸出的 XON/XOFF 流控制。IXANY(不屬于 POSIX.1；XSI) 允許任何字符來重新開始輸出。(?)IXOFF啟用輸入的 XON/XOFF 流控制。IMAXBEL(不屬于 POSIX) 當輸入隊列滿時響零。Linux 沒有實現這一位，總是將它視為已設置。
POSIX.1 中定義的c_oflag標志常量：
OPOST啟用具體實現自行定義的輸出處理。
其余c_oflag標志常量定義在 POSIX 1003.1-2001 中，除非另外說明。
OLCUC(不屬于 POSIX) 將輸出中的小寫字母映射為大寫字母。ONLCR(XSI) 將輸出中的新行符映射為回車-換行。OCRNL將輸出中的回車映射為新行符ONOCR不在第 0 列輸出回車。ONLRET不輸出回車。OFILL發送填充字符作為延時，而不是使用定時來延時。OFDEL(不屬于 POSIX) 填充字符是 ASCII DEL (0177)。如果不設置，填充字符則是 ASCII NUL。NLDLY新行延時掩碼。取值為NL0和NL1。CRDLY回車延時掩碼。取值為CR0,CR1,CR2, 或CR3。TABDLY水平跳格延時掩碼。取值為TAB0,TAB1,TAB2,TAB3(或XTABS)。取值為 TAB3，即 XTABS，將擴展跳格為空格 (每個跳格符填充 8 個空格)。(?)BSDLY回退延時掩碼。取值為BS0或BS1。(從來沒有被實現過)VTDLY豎直跳格延時掩碼。取值為VT0或VT1。FFDLY進表延時掩碼。取值為FF0或FF1。
c_cflag標志常量：
CBAUD(不屬于 POSIX) 波特率掩碼 (4+1 位)。CBAUDEX(不屬于 POSIX) 擴展的波特率掩碼 (1 位)，包含在 CBAUD 中。
(POSIX 規定波特率存儲在 termios 結構中，并未精確指定它的位置，而是提供了函數cfgetispeed()和cfsetispeed()來存取它。一些系統使用c_cflag中 CBAUD 選擇的位，其他系統使用單獨的變量，例如sg_ispeed和sg_ospeed。)
CSIZE字符長度掩碼。取值為CS5,CS6,CS7, 或CS8。CSTOPB設置兩個停止位，而不是一個。CREAD打開接受者。PARENB允許輸出產生奇偶信息以及輸入的奇偶校驗。PARODD輸入和輸出是奇校驗。HUPCL在最后一個進程關閉設備后，降低 modem 控制線 (掛斷)。(?)CLOCAL忽略 modem 控制線。LOBLK(不屬于 POSIX) 從非當前 shell 層阻塞輸出(用于shl)。(?)CIBAUD(不屬于 POSIX) 輸入速度的掩碼。CIBAUD 各位的值與 CBAUD 各位相同，左移了 IBSHIFT 位。CRTSCTS(不屬于 POSIX) 啟用 RTS/CTS (硬件) 流控制。
c_lflag標志常量：
ISIG當接受到字符 INTR, QUIT, SUSP, 或 DSUSP 時，產生相應的信號。ICANON啟用標準模式 (canonical mode)。允許使用特殊字符 EOF, EOL, EOL2, ERASE, KILL, LNEXT, REPRINT, STATUS, 和 WERASE，以及按行的緩沖。XCASE(不屬于 POSIX; Linux 下不被支持) 如果同時設置了ICANON，終端只有大寫。輸入被轉換為小寫，除了以 / 前綴的字符。輸出時，大寫字符被前綴 /，小寫字符被轉換成大寫。ECHO回顯輸入字符。ECHOE如果同時設置了ICANON，字符 ERASE 擦除前一個輸入字符，WERASE 擦除前一個詞。ECHOK如果同時設置了ICANON，字符 KILL 刪除當前行。ECHONL如果同時設置了ICANON，回顯字符 NL，即使沒有設置 ECHO。ECHOCTL(不屬于 POSIX) 如果同時設置了ECHO，除了 TAB, NL, START, 和 STOP 之外的 ASCII 控制信號被回顯為 ^X, 這里 X 是比控制信號大 0x40 的 ASCII 碼。例如，字符 0x08 (BS) 被回顯為 ^H。ECHOPRT(不屬于 POSIX) 如果同時設置了ICANON和IECHO，字符在刪除的同時被打印。ECHOKE(不屬于 POSIX) 如果同時設置了ICANON，回顯 KILL 時將刪除一行中的每個字符，如同指定了ECHOE和ECHOPRT一樣。DEFECHO(不屬于 POSIX) 只在一個進程讀的時候回顯。FLUSHO(不屬于 POSIX; Linux 下不被支持) 輸出被刷新。這個標志可以通過鍵入字符 DISCARD 來開關。NOFLSH禁止在產生 SIGINT, SIGQUIT 和 SIGSUSP 信號時刷新輸入和輸出隊列。TOSTOP向試圖寫控制終端的后臺進程組發送 SIGTTOU 信號。PENDIN(不屬于 POSIX; Linux 下不被支持) 在讀入下一個字符時，輸入隊列中所有字符被重新輸出。(bash用它來處理 typeahead)IEXTEN啟用實現自定義的輸入處理。這個標志必須與ICANON同時使用，才能解釋特殊字符 EOL2，LNEXT，REPRINT 和 WERASE，IUCLC標志才有效。
c_cc數組定義了特殊的控制字符。符號下標 (初始值) 和意義為：
VINTR(003, ETX, Ctrl-C, or also 0177, DEL, rubout) 中斷字符。發出 SIGINT 信號。當設置 ISIG 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VQUIT(034, FS, Ctrl-/) 退出字符。發出 SIGQUIT 信號。當設置 ISIG 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VERASE(0177, DEL, rubout, or 010, BS, Ctrl-H, or also #) 刪除字符。刪除上一個還沒有刪掉的字符，但不刪除上一個 EOF 或行首。當設置 ICANON 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VKILL(025, NAK, Ctrl-U, or Ctrl-X, or also @) 終止字符。刪除自上一個 EOF 或行首以來的輸入。當設置 ICANON 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VEOF(004, EOT, Ctrl-D) 文件尾字符。更精確地說，這個字符使得 tty 緩沖中的內容被送到等待輸入的用戶程序中，而不必等到 EOL。如果它是一行的第一個字符，那么用戶程序的read()將返回 0，指示讀到了 EOF。當設置 ICANON 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VMIN非 canonical 模式讀的最小字符數。VEOL(0, NUL) 附加的行尾字符。當設置 ICANON 時可被識別。VTIME非 canonical 模式讀時的延時，以十分之一秒為單位。VEOL2(not in POSIX; 0, NUL) 另一個行尾字符。當設置 ICANON 時可被識別。VSWTCH(not in POSIX; not supported under Linux; 0, NUL) 開關字符。(只為shl所用。)VSTART(021, DC1, Ctrl-Q) 開始字符。重新開始被 Stop 字符中止的輸出。當設置 IXON 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VSTOP(023, DC3, Ctrl-S) 停止字符。停止輸出，直到鍵入 Start 字符。當設置 IXON 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VSUSP(032, SUB, Ctrl-Z) 掛起字符。發送 SIGTSTP 信號。當設置 ISIG 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VDSUSP(not in POSIX; not supported under Linux; 031, EM, Ctrl-Y) 延時掛起信號。當用戶程序讀到這個字符時，發送 SIGTSTP 信號。當設置 IEXTEN 和 ISIG，并且系統支持作業管理時可被識別，不再作為輸入傳遞。VLNEXT(not in POSIX; 026, SYN, Ctrl-V) 字面上的下一個。引用下一個輸入字符，取消它的任何特殊含義。當設置 IEXTEN 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VWERASE(not in POSIX; 027, ETB, Ctrl-W) 刪除詞。當設置 ICANON 和 IEXTEN 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VREPRINT(not in POSIX; 022, DC2, Ctrl-R) 重新輸出未讀的字符。當設置 ICANON 和 IEXTEN 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VDISCARD(not in POSIX; not supported under Linux; 017, SI, Ctrl-O) 開關：開始/結束丟棄未完成的輸出。當設置 IEXTEN 時可被識別，不再作為輸入傳遞。VSTATUS(not in POSIX; not supported under Linux; status request: 024, DC4, Ctrl-T).
這些符號下標值是互不相同的，除了 VTIME，VMIN 的值可能分別與 VEOL，VEOF 相同。 (在 non-canonical 模式下，特殊字符的含義更改為延時含義。MIN 表示應當被讀入的最小字符數。TIME 是以十分之一秒為單位的計時器。如果同時設置了它們，read 將等待直到至少讀入一個字符，一旦讀入 MIN 個字符或者從上次讀入字符開始經過了 TIME 時間就立即返回。如果只設置了 MIN，read 在讀入 MIN 個字符之前不會返回。如果只設置了 TIME，read 將在至少讀入一個字符，或者計時器超時的時候立即返回。如果都沒有設置，read 將立即返回，只給出當前準備好的字符。) (?)
tcgetattr()得到與fd指向的對象相關的參數，將它們保存于termios_p引用的termios結構中。函數可以從后臺進程中調用；但是，終端屬性可能被后來的前臺進程所改變。
tcsetattr()設置與終端相關的參數 (除非需要底層支持卻無法滿足)，使用termios_p引用的termios結構。optional_actions指定了什么時候改變會起作用：
TCSANOW改變立即發生TCSADRAIN改變在所有寫入fd的輸出都被傳輸后生效。這個函數應當用于修改影響輸出的參數時使用。TCSAFLUSH改變在所有寫入fd引用的對象的輸出都被傳輸后生效，所有已接受但未讀入的輸入都在改變發生前丟棄。
tcsendbreak()傳送連續的 0 值比特流，持續一段時間，如果終端使用異步串行數據傳輸的話。如果duration是 0，它至少傳輸 0.25 秒，不會超過 0.5 秒。如果duration非零，它發送的時間長度由實現定義。
如果終端并非使用異步串行數據傳輸，tcsendbreak()什么都不做。
tcdrain()等待直到所有寫入fd引用的對象的輸出都被傳輸。
tcflush()丟棄要寫入 引用的對象，但是尚未傳輸的數據，或者收到但是尚未讀取的數據，取決于queue_selector的值：
TCIFLUSH刷新收到的數據但是不讀TCOFLUSH刷新寫入的數據但是不傳送TCIOFLUSH同時刷新收到的數據但是不讀，并且刷新寫入的數據但是不傳送
tcflow()掛起fd引用的對象上的數據傳輸或接收，取決于action的值：
TCOOFF掛起輸出TCOON重新開始被掛起的輸出TCIOFF發送一個 STOP 字符，停止終端設備向系統傳送數據TCION發送一個 START 字符，使終端設備向系統傳輸數據
打開一個終端設備時的默認設置是輸入和輸出都沒有掛起。
波特率函數被用來獲取和設置termios結構中，輸入和輸出波特率的值。新值不會馬上生效，直到成功調用了tcsetattr()函數。
設置速度為B0使得 modem "掛機"。與B38400相應的實際比特率可以用setserial(8) 調整。
輸入和輸出波特率被保存于termios結構中。
cfmakeraw設置終端屬性如下：
termios_p->c_iflag &= ~(IGNBRK|BRKINT|PARMRK|ISTRIP
|INLCR|IGNCR|ICRNL|IXON);
termios_p->c_oflag &= ~OPOST;
termios_p->c_lflag &= ~(ECHO|ECHONL|ICANON|ISIG|IEXTEN);
termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE|PARENB);
termios_p->c_cflag |= CS8;
cfgetospeed()返回termios_p指向的termios結構中存儲的輸出波特率
cfsetospeed()設置termios_p指向的termios結構中存儲的輸出波特率為speed。取值必須是以下常量之一：
B0
B50
B75
B110
B134
B150
B200
B300
B600
B1200
B1800
B2400
B4800
B9600
B19200
B38400
B57600
B115200
B230400
零值B0用來中斷連接。如果指定了 B0，不應當再假定存在連接。通常，這樣將斷開連接。CBAUDEX是一個掩碼，指示高于 POSIX.1 定義的速度的那一些 (57600 及以上)。因此，B57600&CBAUDEX為非零。
cfgetispeed()返回termios結構中存儲的輸入波特率。
cfsetispeed()設置termios結構中存儲的輸入波特率為speed。如果輸入波特率被設為0，實際輸入波特率將等于輸出波特率。
RETURN VALUE 返回值
cfgetispeed()返回termios結構中存儲的輸入波特率。
cfgetospeed()返回termios結構中存儲的輸出波特率。
其他函數返回：
0成功-1失敗，并且為errno置值來指示錯誤。
注意tcsetattr()返回成功，如果任何所要求的修改可以實現的話。因此，當進行多重修改時，應當在這個函數之后再次調用tcgetattr()來檢測是否所有修改都成功實現。
NOTES 注意
Unix V7 以及很多后來的系統有一個波特率的列表，在十四個值 B0, ..., B9600 之后可以看到兩個常數 EXTA, EXTB ("External A" and "External B")。很多系統將這個列表擴展為更高的波特率。
tcsendbreak中非零的duration有不同的效果。SunOS 指定中斷duration*N秒，其中N至少為 0.25，不高于 0.5 。Linux, AIX, DU, Tru64 發送duration微秒的 break 。FreeBSD, NetBSD, HP-UX 以及 MacOS 忽略duration的值。在 Solaris 和 Unixware 中，tcsendbreak搭配非零的duration效果類似于tcdrain。
所有的范例來源自miniterm.c. The type ahead 暫存器被限制在 255 個字元, 就跟標準輸入程序的最大字串長度相同 (或).
參考程序碼中的注解它會解釋不同輸入模式的使用. 我希望這些程序碼都能被了解. 標準輸入程序的程序范例的注解寫得最好, 其它的范例都只在不同于其它范例的地方做注解.
敘述不是很完整, 但可以激勵你對這范例做實驗, 以延生出合于你所需應用程序的最佳解.
別忘記要把序列埠的權限設定正確 (也就是:chmod a+rw /dev/ttyS1)!
3.1 標準輸入程序
#include
#include
#include
#include
#include
/* 鮑率設定被定義在 , 這在 被引入 */
#define BAUDRATE B38400
/* 定義正確的序列埠 */
#define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1"
#define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系統兼容 */
#define FALSE 0
#define TRUE 1
volatile int STOP=FALSE;
main()
{
int fd,c, res;
struct termios oldtio,newtio;
char buf[255];
/*
開啟數據機裝置以讀取并寫入而不以控制 tty 的模式
因為我們不想程序在送出 CTRL-C 后就被殺掉.
*/
fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY );
if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); }
tcgetattr(fd,&oldtio); /* 儲存目前的序列埠設定 */
bzero(&newtio, sizeof(newtio)); /* 清除結構體以放入新的序列埠設定值 */
/*
BAUDRATE: 設定 bps 的速度. 你也可以用 cfsetispeed 及 cfsetospeed 來設定.
CRTSCTS : 輸出資料的硬件流量控制 (只能在具完整線路的纜線下工作
參考 Serial-HOWTO 第七節)
CS8 : 8n1 (8 位元, 不做同位元檢查,1 個終止位元)
CLOCAL : 本地連線, 不具數據機控制功能
CREAD : 致能接收字元
*/
newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD;
/*
IGNPAR : 忽略經同位元檢查后, 錯誤的位元組
ICRNL : 比 CR 對應成 NL (否則當輸入信號有 CR 時不會終止輸入)
在不然把裝置設定成 raw 模式(沒有其它的輸入處理)
*/
newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
/*
Raw 模式輸出.
*/
newtio.c_oflag = 0;
/*
ICANON : 致能標準輸入, 使所有回應機能停用, 并不送出信號以叫用程序
*/
newtio.c_lflag = ICANON;
/*
初始化所有的控制特性
預設值可以在 /usr/include/termios.h 找到, 在注解中也有,
但我們在這不需要看它們
*/
newtio.c_cc[VINTR] = 0; /* Ctrl-c */
newtio.c_cc[VQUIT] = 0; /* Ctrl-/ */
newtio.c_cc[VERASE] = 0; /* del */
newtio.c_cc[VKILL] = 0; /* @ */
newtio.c_cc[VEOF] = 4; /* Ctrl-d */
newtio.c_cc[VTIME] = 0; /* 不使用分割字元組的計時器 */
newtio.c_cc[VMIN] = 1; /* 在讀取到 1 個字元前先停止 */
newtio.c_cc[VSWTC] = 0; /* '/0' */
newtio.c_cc[VSTART] = 0; /* Ctrl-q */
newtio.c_cc[VSTOP] = 0; /* Ctrl-s */
newtio.c_cc[VSUSP] = 0; /* Ctrl-z */
newtio.c_cc[VEOL] = 0; /* '/0' */
newtio.c_cc[VREPRINT] = 0; /* Ctrl-r */
newtio.c_cc[VDISCARD] = 0; /* Ctrl-u */
newtio.c_cc[VWERASE] = 0; /* Ctrl-w */
newtio.c_cc[VLNEXT] = 0; /* Ctrl-v */
newtio.c_cc[VEOL2] = 0; /* '/0' */
/*
現在清除數據機線并啟動序列埠的設定
*/
tcflush(fd, TCIFLUSH);
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
/*
終端機設定完成, 現在處理輸入信號
在這個范例, 在一行的開始處輸入 'z' 會退出此程序.
*/
while (STOP==FALSE) { /* 回圈會在我們發出終止的信號后跳出 */
/* 即使輸入超過 255 個字元, 讀取的程序段還是會一直等到行終結符出現才停止.
如果讀到的字元組低于正確存在的字元組, 則所剩的字元會在下一次讀取時取得.
res 用來存放真正讀到的字元組個數 */
res = read(fd,buf,255);
buf[res]=0; /* 設定字串終止字元, 所以我們能用 printf */
printf(":%s:%d/n", buf, res);
if (buf[0]=='z') STOP=TRUE;
}
/* 回存舊的序列埠設定值 */
tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);
}
3.2 非標準輸入程序
在非標準的輸入程序模式下, 輸入的資料不會被組合成一行而輸入后的處理功能 (清除, 殺掉, 刪除, 等等.) 都不能使用. 這個模式有兩個功能控制參數:c_cc[VTIME]設定字元輸入時間計時器, 及c_cc[VMIN]設定滿足讀取功能的最低字元接收個數.
如果 MIN > 0 且 TIME = 0, MIN 設定為滿足讀取功能的最低字元接收個數. 由于 TIME 是 零, 所以計時器將不被使用.
如果 MIN = 0 且 TIME > 0, TIME 將被當做逾時設定值. 滿足讀取功能的情況為讀取到單一字元, 或者超過 TIME 所定義的時間 (t = TIME *0.1 s). 如果超過 TIME 所定義的時間, 則不會傳回任何字元.
如果 MIN > 0 且 TIME > 0, TIME 將被當做一個分割字元組的計時器. 滿足讀取功能的條件為接收到 MIN 個數的字元, 或兩個字元的間隔時間超過 TIME 所定義的值. 計時器會在每讀到一個字元后重新計時, 且只會在第一個字元收到后才會啟動.
如果 MIN = 0 且 TIME = 0, 讀取功能就馬上被滿足. 目前所存在的字元組個數, 或者 將回傳的字元組個數. 根據 Antonino (參考 貢獻) 所說, 你可以用fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY);在讀取前得到相同的結果.
藉由修改newtio.c_cc[VTIME]及newtio.c_cc[VMIN]上述的模式就可以測試了.
#include
#include
#include
#include
#include
#define BAUDRATE B38400
#define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1"
#define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系統兼容 */
#define FALSE 0
#define TRUE 1
volatile int STOP=FALSE;
main()
{
int fd,c, res;
struct termios oldtio,newtio;
char buf[255];
fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY );
if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); }
tcgetattr(fd,&oldtio); /* 儲存目前的序列埠設定 */
bzero(&newtio, sizeof(newtio));
newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD;
newtio.c_iflag = IGNPAR;
newtio.c_oflag = 0;
/* 設定輸入模式 (非標準型, 不回應,...) */
newtio.c_lflag = 0;
newtio.c_cc[VTIME] = 0; /* 不使用分割字元組計時器 */
newtio.c_cc[VMIN] = 5; /* 在讀取到 5 個字元前先停止 */
tcflush(fd, TCIFLUSH);
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
while (STOP==FALSE) { /* 輸入回圈 */
res = read(fd,buf,255); /* 在輸入 5 個字元后即返回 */
buf[res]=0; /* 所以我們能用 printf... */
printf(":%s:%d/n", buf, res);
if (buf[0]=='z') STOP=TRUE;
}
tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);
}
3.3 非同步式輸入
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BAUDRATE B38400
#define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1"
#define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系統兼容 */
#define FALSE 0
#define TRUE 1
volatile int STOP=FALSE;
void signal_handler_IO (int status); /* 定義信號處理程序 */
int wait_flag=TRUE; /* 沒收到信號的話就會是 TRUE */
main()
{
int fd,c, res;
struct termios oldtio,newtio;
struct sigaction saio; /* definition of signal action */
char buf[255];
/* 開啟裝置為 non-blocking (讀取功能會馬上結束返回) */
fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);
if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); }
/* 在使裝置非同步化前, 安裝信號處理程序 */
saio.sa_handler = signal_handler_IO;
saio.sa_mask = 0;
saio.sa_flags = 0;
saio.sa_restorer = NULL;
sigaction(SIGIO,&saio,NULL);
/* 允許行程去接收 SIGIO 信號*/
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
/* 使文檔ake the file descriptor 非同步 (使用手冊上說只有 O_APPEND 及
O_NONBLOCK, 而 F_SETFL 也可以用...) */
fcntl(fd, F_SETFL, FASYNC);
tcgetattr(fd,&oldtio); /* 儲存目前的序列埠設定值 */
/* 設定新的序列埠為標準輸入程序 */
newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD;
newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
newtio.c_oflag = 0;
newtio.c_lflag = ICANON;
newtio.c_cc[VMIN]=1;
newtio.c_cc[VTIME]=0;
tcflush(fd, TCIFLUSH);
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
/* 等待輸入信號的回圈. 很多有用的事我們將在這做 */
while (STOP==FALSE) {
printf("./n");usleep(100000);
/* 在收到 SIGIO 后, wait_flag = FALSE, 輸入信號存在則可以被讀取 */
if (wait_flag==FALSE) {
res = read(fd,buf,255);
buf[res]=0;
printf(":%s:%d/n", buf, res);
if (res==1) STOP=TRUE; /* 如果只輸入 CR 則停止回圈 */
wait_flag = TRUE; /* 等待新的輸入信號 */
}
}
/* 回存舊的序列埠設定值 */
tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);
}
/***************************************************************************
* 信號處理程序. 設定 wait_flag 為 FALSE, 以使上述的回圈能接收字元 *
***************************************************************************/
void signal_handler_IO (int status)
{
printf("received SIGIO signal./n");
wait_flag = FALSE;
}
3.4 等待來自多個信號來源的輸入
這一段很短. 它只能被拿來當成寫程序時的提示, 故范例程序也很簡短. 但這個范例不只能用在序列埠上, 還可以用在被當成文檔來使用的裝置上.
select 呼叫及伴隨它所引發的巨集共用fd_set.fd_set則是一個位元陣列, 而其中每一個位元代表一個有效的文檔敘述結構.select呼叫接受一個有效的文檔敘述結構并傳回fd_set位元陣列, 而該位元陣列中若有某一個位元為 1, 就表示相對映的文檔敘述結構的文檔發生了輸入, 輸出或有例外事件. 而這些巨集提供了所有處理fd_set的功能. 亦可參考手冊 select(2).
#include
#include
#include
main()
{
int fd1, fd2; /* 輸入源 1 及 2 */
fd_set readfs; /* 文檔敘述結構設定 */
int maxfd; /* 最大可用的文檔敘述結構 */
int loop=1; /* 回圈在 TRUE 時成立 */
/* open_input_source 開啟一個裝置, 正確的設定好序列埠,
并回傳回此文檔敘述結構體 */
fd1 = open_input_source("/dev/ttyS1"); /* COM2 */
if (fd1<0) exit(0);
fd2 = open_input_source("/dev/ttyS2"); /* COM3 */
if (fd2<0) exit(0);
maxfd = MAX (fd1, fd2)+1; /* 測試最大位元輸入 (fd) */
/* 輸入回圈 */
while (loop) {
FD_SET(fd1, &readfs); /* 測試輸入源 1 */
FD_SET(fd2, &readfs); /* 測試輸入源 2 */
/* block until input becomes available */
select(maxfd, &readfs, NULL, NULL, NULL);
if (FD_ISSET(fd1)) /* 如果輸入源 1 有信號 */
handle_input_from_source1();
if (FD_ISSET(fd2)) /* 如果輸入源 2 有信號 */
handle_input_from_source2();
}
}
這個范例程序在等待輸入信號出現前, 不能確定它會停頓下來. 如果你需要在輸入時加入逾時功能, 只需把 select 呼叫換成:
int res;
struct timeval Timeout;
/* 設定輸入回圈的逾時值 */
Timeout.tv_usec = 0; /* 毫秒 */
Timeout.tv_sec = 1; /* 秒 */
res = select(maxfd, &readfs, NULL, NULL, &Timeout);
if (res==0)
/* 文檔敘述結構數在 input = 0 時, 會發生輸入逾時. */
這個程序會在 1 秒鐘后逾時. 如果超過時間, select 會傳回 0, 但是應該留意Timeout的時間遞減是由select所等待輸入信號的時間為基準. 如果逾時的值是 0, select 會馬上結束返回.
Linux 環境下使用RS-232接口
RS是英文 "推薦標準"的縮寫
232為標識號
RS-485
串口通信表示計算機一次傳送一個位的數據，
當使用串行通信時，每個字的數據是一個位一個位的傳輸或接收的，
每個位不是高電平，就是低電平.
串行通信的速率通常是使用"位/每秒"的方式來表示的，即波特率。
全雙工--計算機可以同時收發數據,
它有兩個獨立的數據通道，一個輸入，一個輸出，
半雙工意味著計算機不能同時收發信息，
只能有一人通道進行通信.
流控:
通常，當數據在兩個串行接口之間進行傳輸時需要對其進行控制.
這通常依賴于串行通信連接的各種規定，
對異步數據傳輸的控制有兩種方法.
一種叫：“軟件”流控 。
一種叫： “硬件"流控 。
串口設備：
打開一個串行口
#include
#include
#include
#include // 文件控制定義
#include
#include //POSIX終端控制定義
/*
* open_port() --打開串行口
*
* 成功的話，返回文件描述符，錯誤則返回 -1.
*/
int open_port(void)
{
int fd;
fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (fd == -1)
{
/*無法打開串口*/
perror("open_port : Unable to open /dev/ttyS0");
}
else
fcntl(fd,F_SETFL,0);
return (fd);
}
//O_NOCTTY 標志 ，該程序不想成為此端口的“控制終端"。
如果沒有強調這一點，
//O_NDELAY標志 , 標志告訴Linux ,該程序并不關注DCD信叼線所處的狀態,
即不管另外一端的設備是在運行還是被掛起。如果沒有指定該標志，那么程序就會被設置睡
眠狀態，
（2）向端口寫數據
向端口寫數據是很容易的，只要使用write()系統調用就可以了。
例如:
n=write(fd,"ATZ/r",4);
if (n<0)
fputs("write() of 4 bytes failed!/n",stderr);
write函數返回發送數據的個數，如果出現錯誤，則返回 -1。
(3) 讀端口數據
從端口讀數據則需要些技巧。如果在原始數據的模式下對端口進行操作,
read()系統調用將返回串行口輸入緩沖區中所有的字符數據，不管有多少，
如果沒有數據，那么該調用將被阻塞.處于等待狀態，直到有字符輸入，
或者到了規定的時限和出現錯誤為止,
通過以下方法，能使read函數立即返回。
fcntl(fd,F_SETFL,FNDELAY);
FNDELAY 函數使read函數在端口沒月字符存在的情況下，立刻返回0,
如果要恢復正常(阻塞)狀態,可以調用fcntl()函數，不要FNDELAY參數,
如下所示：
fcntl(Fd,F_SETFL,0);
在使用O_NDELAY參數打開串行口后，同樣與使用了該函數調用。
fcntl(fd,F_SETFL,0);
POSIX終端接口
串口，波特率，字符大小等,
POSIX函數是 tcgetattr()和tcsetattr()
獲取和設置終端的屬性，
可以提供 structrure termios的指針
總結
以上是生活随笔為你收集整理的详解linux下的串口通讯开发的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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