1.?屬性描述

串口屬于終端設備，其接口屬性用termios結構描述，如程序清單13.9所示。

程序清單13.9termios結構

struct?termios?{

tcflag_t??c_cflag/*?控制標志*/

tcflag_t??c_iflag;/*?輸入標志*/

tcflag_t??c_oflag;/*?輸出標志*/

tcflag_t??c_lflag;/*?本地標志*/

tcflag_t??c_cc[NCCS];/*?控制字符*/

};

粗略而言，控制標志影響到RS-232串行線（如：忽略調制解調器的狀態線、每個字符需要一個或兩個停止位等），輸入標志由終端設備驅動程序用來控制字符的輸入（如：剝除輸入字節的第8位，允許輸入奇偶校驗等），輸出控制則控制驅動程序輸出（如：執行輸出處理、將換行符映射為CR/LF等），本地標志影響驅動程序和用戶之間的接口（如：本地回顯的開和關等），c_cc數組則包含了所有可以更改的特殊字符。

（1）控制標志

c_cflag成員控制著波特率、數據位、奇偶校驗、停止位以及流控制，表13.4列出了c_cflag可用的部分選項。

標志	說明	標志	說明
CBAUD?	波特率位屏蔽?	CSIZE?	數據位屏蔽?
B0?	0位/秒（掛起）?	CS5?	5位數據位?
B110?	100位/秒?	CS6?	6位數據位?
B134?	134位/秒?	CS7?	7位數據位?
B1200?	1200位/秒?	CS8?	8位數據位?

表13.4c_cflag部分可用選項

B2400?	2400位/秒?	CSTOPB?	2位停止位，否則為1位?
B4800?	4800位/秒?	CREAD?	啟動接收?
B9600?	9600位/秒?	PARENB?	進行奇偶校驗?
B19200?	19200位/秒?	PARODD?	奇校驗，否則為偶校驗?
B57600?	57600位/秒?	HUPCL?	最后關閉時斷開?
B115200?	115200位/秒?	CLOCAL?	忽略調制調解器狀態行?
B460800?	460800位/秒?	—?	—?

????c_cflag成員的CREAD和CLOCAL選項通常是要啟用的，這兩個選項使驅動程序啟動接收字符裝置，同時忽略串口信號線的狀態。

（2）輸入標志

c_iflag成員負責控制串口輸入數據的處理，表13.5所示是c_iflag的部分可用標志。

表13.5c_iflag標志

.標志	說明
INPCK?	打開輸入奇偶校驗?
IGNPAR?	忽略奇偶錯字符?
PARMRK?	標記奇偶錯?
ISTRIP?	剝除字符第8位?
IXON?	啟用/停止輸出控制流起作用?
IXOFF?	啟用/停止輸入控制流起作用?
IGNBRK?	忽略BREAK條件?
INLCR?	將輸入的NL轉換為CR?
IGNCR?	忽略CR?
ICRNL?	將輸入的CR轉換為NL?

設置輸入校驗

當c_cflag成員的PARENB（奇偶校驗）選項啟用時，c_iflag的也應啟用奇偶校驗選項。操作方法是啟用INPCK和ISTRIP選項：

options.c_iflag?|=?(INPCK?|?ISTRIP);

注意：IGNPAR選項在一些場合的應用帶有一定的危險性，它指示串口驅動程序忽略奇偶校驗錯誤，也就是說，IGNPAR使奇偶校驗出錯的字符也通過輸入。這在測試通信鏈路的質量時也許有用，但在通常的數據通信應用中不應使用。

設置軟件流控制

使用軟件流控制是啟用IXON、IXOFF和IXANY選項：

options.c_iflag?|=?(IXON?|?IXOFF?|?IXANY);

相反，要禁用軟件流控制是禁止上面的選項：

options.c_iflag?&=?~(IXON?|?IXOFF?|?IXANY);

?

（3）輸出標志

c_oflag成員管理輸出過濾，如表13.6所示是c_oflag成員的部分選項標志。

表13.6c_oflag標志

標志	說明
BSDLY	退格延遲屏蔽
CMSPAR	標志或空奇偶性
CRDLY	CR延遲屏蔽
FFDLY	換頁延遲屏蔽
OCRNL	將輸出的CR轉換為NL
OFDEL	填充符為DEL，否則為NULL
OFILL	對于延遲使用填充符
OLCUC	將輸出的小寫字符轉換為大寫字符
ONLCR	將NL轉換為CR-NL
ONLRET	NL執行CR功能
ONOCR	在0列不輸出CR
OPOST	執行輸出處理
OXTABS	將制表符擴充為空格

?

啟用輸出處理

啟用輸出處理需要在c_oflag成員中啟用OPOST選項，其操作方法如下：

options.c_oflag?|=?OPOST;

使用原始輸出

使用原始輸出，就是禁用輸出處理，使數據能不經過處理、過濾地完整地輸出到串口接口。當OPOST被禁止，c_oflag其它選項也被忽略，其操作方法如下：

options.c_oflag?&=?~OPOST;

?

（4）本地標志

本地標志c_lflag控制著串口驅動程序如何管理輸入的字符，如表13.7所示是c_lflag的部分可用標志。

表13.7c_lflag標志

標志	說明
ISIG?	啟用終端產生的信號?
ICANON?	啟用規范輸入?
XCASE?	規范大/小寫表示?
ECHO?	進行回送?
ECHOE?	可見擦除字符?
ECHOK?	回送kill符?
ECHONL?	回送NL?
NOFLSH?	在中斷或退出鍵后禁用刷清?
IEXTEN?	啟用擴充的輸入字符處理?
ECHOCTL?	回送控制字符為^(char)?
ECHOPRT?	硬拷貝的可見擦除方式?
ECHOKE?	Kill的可見擦除?
PENDIN?	重新打印未決輸入?
TOSTOP?	對于后臺輸出發送SIGTTOU?

?

選擇規范模式

規范模式是行處理的。調用read讀取串口數據時，每次返回一行數據。當選擇規范模式時，需要啟用ICANON、ECHO和ECHOE選項：

options.c_lflag?|=?(ICANON?|?ECHO?|?ECHOE);

當串口設備作為用戶終端時，通常要把串口設備配置成規范模式。

選擇原始模式

在原始模式下，串口輸入數據是不經過處理的，在串口接口接收的數據被完整保留。要使串口設備工作在原始模式，需要關閉ICANON、ECHO、ECHOE和ISIG選項，其操作方法如下：

options.c_lflag?&=?~(ICANON?|?ECHO?|?ECHOE?|?ISIG);

?

（4）控制字符組

c_cc數組的長度是NCCS，一般介于15-20之間。c_cc數組的每個成員的下標都用一個宏表示，表13.8列出了c_cc的部分下標標志名及其對應說明。

表13.8c_cc標志

標?志?	說?明?
VINTR?	中斷?
VQUIT?	退出?
VERASE?	擦除?
VEOF?	行結束?
VEOL?	行結束?
VMIN?	需讀取的最小字節數?
VTIME?	與“VMIN”配合使用，是指限定的傳輸或等待的最長時間?

?

在規范模式下，調用read讀取串口數據時，通常是返回一行數據。而在原始模式下，串口輸入數據是不分行的。在原始模式下，返回讀取數據的數量需要考慮兩個變量：MIN和TIME。MIN和TIME在c_cc數組中的下標名為VMIN和VTIME。

MIN是指一次read調用期望返回的最小字節數。TIME與MIN組合使用，其具體含義分以下四種情形：

1）當MIN?>?0，TIME?>?0時

TIME為接收到第一個字節后允許的數據傳輸或等待的最長分秒數（1分秒=?0.1秒）。定時器在收到第一個字節后啟動，在計時器超時之前，若已收到MIN個字節，則read返回MIN個字節，否則，在計時器超時后返回實際接收到的字節。

注意：因為只有在接收到第一個字節時才啟動，所以至少可以返回1個字節。這種情形中，在接到第一個字節之前，調用者阻塞。如果在調用read時數據已經可用，則如同在read后數據立即被接到一樣。?

2）當MIN?>?0，TIME?=?0時

MIN個字節完整接收后，read才返回，這可能會造成read無限期地阻塞。

3）當MIN?=?0,?TIME?>?0時

TIME為允許等待的最大時間，計時器在調用read時立即啟動，在串口接到1字節數據或者計時器超時后即返回，如果是計時器超時，則返回0。

4）當MIN?=?0，TIME?=?0時

如果有數據可用，則read最多返回所要求的字節數，如果無數據可用，則read立即返回0。

?

2.?屬性設置

使用函數tcgetattr和tcsetattr可以獲取和設置串口termios結構屬性，如程序清單13.10所示。

程序清單13.10設置和獲取termios結構屬性

#include?<termios.h>/*?使用終端接口函數需要使用此頭文件*/

int?tcgetattr(int?fd,?struct?termios?*termptr);

int?tcsetattr(int?fd,?int?opt,?const?struct?termios?*termptr);

其中：fd為串口設備文件描述符，termptr參數在tcgetattr函數中是用于存放串口設置的termios結構體，opt是整形變量，使用方法如下：

1）TCSANOW：更改立即發生；

2）TCSADRAIN：發送了所有輸出后更改才發生，若更改輸出參數則應用此選項；

3）TCSAFLUSH：發送了所有輸出后更改才發生，更進一步，在更改發生時未讀的所有輸入數據被刪除（Flush）。

在串口驅動程序里，有輸入緩沖區和輸出緩沖區。在改變串口屬性時，緩沖區中的數據可能還存在，這時需要考慮到更改后的屬性什么時候起作用。tcsetattr的參數opt可以指定在什么時候新的串口屬性才起作用。

上述兩函數執行時，若成功則返回0，若出錯則返回-1。

掌握了如何獲取和設置串口的屬性結構后，下面將介紹串口主要屬性的修改，即修改termios結構體的成員。

termios結構體的各個成員的各個選項中除需要用屏蔽標志的選項外（如波特率選項、數據位選項等），都是按位表示的，對這些選項的設置或清除可以直接用“^”或“&”邏輯運算來完成。

需要用屏蔽標志的選項的話則需要先用“&”運算清除原設置，再用“^”運算設置新選項。例如，為了設置字符長度，需先用字符長度屏蔽標志CSIZE將表示字符長度的位清0，然后再將對應位設置為CS5、CS6、CS7或CS8。

（1）設置波特率

串口的輸入和輸出波特率可分別用cfsetispeed()和cfsetospeed()函數來設置，如程序清單13.11所示。

程序清單13.11設置串口輸入/輸出波特率函數

#include?<termios.h>

int?cfsetispeed(struct?termios?*termptr,?speed_t?speed);

int?cfsetospeed(struct?termios?*termptr,?speed_t?speed);

這兩個函數若執行成功返回0，若出錯則返回-1。

使用這兩個函數時，應當理解輸入、輸出波特率是存在串口設備termios結構中的。在調用任一cfset函數之前，先要用tcgetattr獲得設備的termios結構。與此類似，在調用任一cfset函數后，波特率都被設置到termios結構中。為使這種更改影響到設備，應當調用tcsetattr函數。操作方法如程序清單13.12所示。

程序清單13.12設置波特率示例

if?(tcgetattr(fd,?&opt)<?0)?{

return?ERROR;

}

cfsetispeed(&opt,?B9600);

cfsetospeed(&opt,?B9600);

if?(tcsetattr(fd,???TCSANOW,???&opt)<0)?{

return???ERROR;

}

（2）設置數據位

設置數據位不需要專用的函數，只需要在設置數據位之前用數據位屏蔽標志（CSIZE）把對應數據位清零，然后再設置新的數據位即可，如下所示：

options.c_cflag?&=?~CSIZE;/*?先把數據位清零*/

options.c_cflag?|=?CS8;/*?把數據位設置為8位*/

（3）設置奇偶校驗

正如設置數據位一樣，設置奇偶校驗是在直接在cflag成員上設置。下面是各種類型的校驗設置方法。

?

1）無奇偶校驗（8N1）：

options.c_cflag?&=?~PARENB;

options.c_cflag?&=?~CSTOPB;

options.c_cflag?&=?~CSIZE;

options.c_cflag?|=?CS8;

2）7位數據位奇偶校驗（7E1）：

options.c_cflag?|=?PARENB;

options.c_cflag?&=?~PARODD;

options.c_cflag?&=?~CSTOPB;

options.c_cflag?&=?~CSIZE;

options.c_cflag?|=?CS7;

3）奇校驗（7O1）：

options.c_cflag|=?PARENB;

options.c_cflag?|=?PARODD;

options.c_cflag?&=?~CSTOPB;

options.c_cflag?&=?~CSIZE;

options.c_cflag?|=?CS7;

?

串口設置示例：

static?int?UART2_Init(void)

{

????struct?termios?opt;?//屬性描述

????fdUart2?=?open(DEV_UART2,?O_RDWR?|?O_NOCTTY);?????????????

????if(fdUart2?<?0)?

????{

????????perror(DEV_UART2);

????????return?-1;

????}

?

????tcgetattr(fdUart2,?&opt);?????//獲取串口屬性結構體對象

????cfsetispeed(&opt,?B38400);?????//設置輸入波特率

????cfsetospeed(&opt,?B38400);?????//設置輸出波特率

?

????/*?raw?mode?*/???//偶校驗

?

????opt.c_lflag???&=???~(ECHO?|?ICANON?|?IEXTEN?|ISIG);?//設置本地標志：不進行回送，關閉規范輸入，關閉擴充輸入字符處理，關閉終端產生的信號

????opt.c_iflag???&=??~(IXON?|?ISTRIP);???????//?關閉輸出流控制,?不剝除第8位

????opt.c_iflag???|=?(ICRNL?|?BRKINT?|?INPCK);//?將輸入的CR轉換為NL，使得輸入和輸出隊列被刷新?，打開奇偶校驗

????opt.c_oflag???&=???~(OPOST);??????????????//?設置輸出標志：不執行輸出處理

????opt.c_cflag???&=???~(PARODD?|?CSIZE);?????//?關閉輸入輸出是奇校驗?，使用屏蔽位

????opt.c_cflag???|=???(CS8?|?CLOCAL?|?CREAD?|?PARENB);//8位數據位，保證程序不會占用串口，能夠從串口讀取輸入數據，允許輸出產生奇偶信息以及輸入的奇偶校驗

?

????/*'DATA_LEN'?bytes?can?be?read?by?serial*/

?

????opt.c_cc[VMIN]???=???DATA_LEN;???//讀取字符的最少個數???????????????????????????????????

????opt.c_cc[VTIME]??=???1;????????//讀取一個字符等待1*（1/10）s

????

????tcflush(fdUart2,TCIOFLUSH);??//清空所有正在發生的IO數據

????

????if?(tcsetattr(fdUart2,?TCSANOW,?&opt)?<?0)?//激活配置（將修改后的termios數據設置到串口）

????{

????????return???-1;

????}

?

????return?fdUart2;

}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux C 串口属性设置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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