前言

這一系列串口編程重點(diǎn)在應(yīng)用層編程，但是在講解原理與相關(guān)概念時(shí)需要對驅(qū)動(dòng)框架有個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)。如果只是淺嘗輒止，以后在遇到串口驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用層程序調(diào)試難免遇到瓶頸。關(guān)于 tty驅(qū)動(dòng)架構(gòu)參見我的其他博客：Linux tty驅(qū)動(dòng)程序架構(gòu)。有時(shí)了解下底層以及實(shí)現(xiàn)方式對于應(yīng)用層編程的幫助也是大有裨益的。之前博客講了終端，tty，控制臺(tái)等概念以及區(qū)別，因此在串口編程相關(guān)章節(jié)中提及串口，有時(shí)也會(huì)用終端，tty等來替代，注意它們實(shí)際上所指是相同的。

在 Linux 中可以通過一組函數(shù)調(diào)用（通用終端接口，簡稱GTI）來控制終端，這組函數(shù)調(diào)用與用于讀寫數(shù)據(jù)的函數(shù)是分離的，這就使得讀寫數(shù)據(jù)的接口非常簡潔，同時(shí)又允許可以對終端或串口的行為進(jìn)行更精細(xì)地控制。但由于需要支持大量不同類型的硬件，GTI 中實(shí)現(xiàn)的 IO 接口卻不簡潔。

詳解 termios

termios 是在 POSIX 規(guī)范中定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，它類似與 System V 中的 termio 接口。通過設(shè)置 termios 類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的值和使用一小組函數(shù)調(diào)用，就可以對終端接口進(jìn)行控制。termios 的結(jié)構(gòu)體定義以及相關(guān)函數(shù)調(diào)用參見 termios.h 頭文件。termios 結(jié)構(gòu)的定義如下：

如定義所示，影響終端的參數(shù)按照不同模式分成如下幾類：

• 輸入模式

• 輸出模式

• 控制模式

• 本地模式

• 線路規(guī)程

• 特殊控制字符

• 輸入速率

• 輸出速率

輸入模式

輸入模式控制輸入數(shù)據(jù)（終端驅(qū)動(dòng)程序從串行口或鍵盤接收到的字符）在被傳遞給程序之前的處理方式。通過設(shè)置 termios 結(jié)構(gòu)中 c_iflag 成員的標(biāo)志對它們進(jìn)行控制。所有的標(biāo)志都被定義為宏，這也是所有終端模式都采用的方法?？捎糜?c_iflag 成員的宏如下所示：

• BRKINT：當(dāng)在輸入行中檢測到一個(gè)終止?fàn)顟B(tài)（連接丟失）時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷。
• IGNBRK：忽略輸入行中的終止?fàn)顟B(tài)。
• ICRNL：將接收到的回車符轉(zhuǎn)換為新行符。
• IGNCR：忽略接收到的回車符。
• INLCR：將接收到的新行符轉(zhuǎn)換為回車符。
• IGNPAR：忽略奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤的字符。
• INPCK：對接收到的字符執(zhí)行奇偶校驗(yàn)。
• PARMRK：對奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤做出標(biāo)記。
• ISTRIP：將所有接收到的字符裁剪為 7 比特位。
• IXOFF：對輸入啟動(dòng)軟件流控。
• IXON：對輸出啟動(dòng)軟件流控。

如果 BRKINT 和 IGNBRK 標(biāo)志都未被設(shè)置，則輸入行中的終止?fàn)顟B(tài)就被讀取為 NULL 字符。

輸出模式

輸出模式控制輸出字符的處理方式，即由程序發(fā)送出去的字符在傳遞到串行口或屏幕之前是如何處理的。可用于 c_oflag 成員的宏如下所示：

• OPOST：打開輸出處理功能。
• ONLCR：將輸出中的換行符轉(zhuǎn)換為回車/換行符。
• OCRNL：將輸出中的回車符轉(zhuǎn)換為新行符。
• ONOCR：在第0列不輸出回車符。
• ONLRET：不輸出回車符。
• OFILL：發(fā)送填充字符以提供延時(shí)。
• OFDEL：用DEL而不是NULL字符作為填充字符。
• NLDLY：新行符延時(shí)選擇。
• CRDLY：回車符延時(shí)選擇。
• TABDLY：制表符延時(shí)選擇。
• BSDLY：退格符延時(shí)選擇。
• VTDLY：垂直制表符延時(shí)選擇。
• FFDLY：換頁符延時(shí)選擇。

如果沒有設(shè)置 OPOST，其他標(biāo)志都被忽略，輸出模式使用頻率較小。

控制模式

控制模式控制終端的硬件特性。通過設(shè)置 termios 結(jié)構(gòu)中 c_cflag 標(biāo)志對控制模式進(jìn)行配置。可用于 c_cflag 成員宏如下所示：

• CLOCAL：忽略所有調(diào)制解調(diào)器的狀態(tài)行。
• CREAD：啟動(dòng)字符接收器。
• CS5：發(fā)收采用5位數(shù)據(jù)位。
• CS6：發(fā)收采用6位數(shù)據(jù)位。
• CS7：發(fā)收采用7位數(shù)據(jù)位。
• CS8：發(fā)收采用8位數(shù)據(jù)位。
• CSTOPB：字符采用兩位停止位。
• HUPCL：關(guān)閉時(shí)掛斷調(diào)制解調(diào)器。
• PARENB：使能奇偶校驗(yàn)。
• PARODD：使用奇校驗(yàn)。

若設(shè)置了 HUPCL，當(dāng)終端驅(qū)動(dòng)程序檢測到與終端對應(yīng)的最后一個(gè)文件描述符被關(guān)閉時(shí)，它將通過設(shè)置調(diào)制解調(diào)器控制線來掛斷線路?？刂颇Ｊ街饕糜诖芯€連接的物理模型中，是在串口編程中十分重要的標(biāo)志。

本地模式

本地模式控制終端的各種特性。通過設(shè)置 termios 結(jié)構(gòu)中 c_lflag 標(biāo)志對本地模式進(jìn)行配置?？捎糜?c_lflag 成員宏如下所示：

• ECHO：啟用輸入字符的本地回顯功能。
• ECHOE：接收到 ERASE 時(shí)執(zhí)行退格、空格、退格的動(dòng)作組合。
• ECHOK：接收到 KILL 字符時(shí)執(zhí)行行刪除操作。
• ECHONL：回顯新行符。
• ICANON：啟用標(biāo)準(zhǔn)輸入處理。
• IEXTEN：啟用基于特定實(shí)現(xiàn)的函數(shù)。
• ISIG：啟用新號。
• NOFLSH：禁止清空隊(duì)列。
• TOSTOP：在試圖進(jìn)行寫操作之前給后臺(tái)進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號。

這里最重要的標(biāo)志是 ECHO 和 ICANON。如果設(shè)置了 ICANON 標(biāo)志，就啟用標(biāo)準(zhǔn)輸入行處理模式，否則，就啟動(dòng)非標(biāo)準(zhǔn)模式。

特殊控制字符

特殊控制字符是一些字符組合，如 Ctrl+C，當(dāng)用戶鍵入這樣的組合鍵，終端會(huì)采取特殊處理方式。termios 中 c_cc 數(shù)組將各種特殊字符映射到對應(yīng)的支持函數(shù)。每個(gè)字符位置（數(shù)組下標(biāo)）由對應(yīng)的宏定義的。根據(jù)終端是否被設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)模式（即上節(jié)提到的 ICANON 標(biāo)志），數(shù)組使用也分為標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)兩種情形。

標(biāo)準(zhǔn)模式可以使用的數(shù)組下標(biāo)：

• VEOF：EOF 字符。
• VEOL：EOL 字符。
• VERASE：ERASE 字符。
• VINTR：INTR 字符。
• VKILL：KILL 字符。
• VQUIT：QUIT 字符。
• VSUSP：SUSP 字符。
• VSTART：START 字符。
• VSTOP：STOP 字符。

非標(biāo)準(zhǔn)模式可以使用的數(shù)組下標(biāo)：

• VINTR：INTR 字符。
• VMIN：MIN 值。
• VQUIT：QUIT 字符。
• VSUSP：SUSP 字符。
• VTIME：TIME 值。
• VSTART：START 字符。
• VSTOP：STOP 字符。

字符的詳細(xì)解釋如下標(biāo)所示：
字符說明INTRQUITERASEKILLEOFEOLSUSPSTOPSTART

該字符使終端驅(qū)動(dòng)程序向與終端相連的進(jìn)程發(fā)送 SIGINT 信號

該字符使終端驅(qū)動(dòng)程序向與終端相連的進(jìn)程發(fā)送 SIGQUIT 信號

該字符使終端驅(qū)動(dòng)程序刪除輸入行中的最后一個(gè)字符

該字符使終端驅(qū)動(dòng)程序刪除整個(gè)輸入行

該字符使終端驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑤斎胄兄械娜孔址麄鬟f給正在讀取輸入的應(yīng)用程序。若輸入行為空，read為0

作用類似于行結(jié)束符，效果和常用的新行符相同

該字符使終端驅(qū)動(dòng)程序向與終端相連的進(jìn)程發(fā)送SIGSUSP信號，用于掛起當(dāng)前應(yīng)用程序

字符作用“截流”，即阻止向終端的進(jìn)一步輸出。用于支持 XON/XOFF 流控，通常被設(shè)置為 ASCII 的XOFF

重新啟動(dòng)被 STOP 暫停的輸出，通過被設(shè)置為 ASCII 的 XON 字符。

VTIME 和 VMIN

TIME值和MIN值只能用于非標(biāo)準(zhǔn)模式，關(guān)于二者的使用詳見博客：Linux termios 串口編程之 VTIME與VMIN。

SHELL下使用 stty 訪問終端模式

在 shell 下可以使用 stty 可以訪問終端 termios。如：

#打印串口設(shè)備 ttyUSB0 設(shè)置情況。 root@ubuntu:/# stty -F /dev/ttyUSB0 -a #設(shè)置 ttyUSB0 為 115200 波特率，8位數(shù)據(jù)位。 root@ubuntu:/# stty -F /dev/ttyUSB0 ispeed 115200 ospeed 115200 cs8

在設(shè)置成功之后就可以通過 cat、echo 等 shell 命令對設(shè)備進(jìn)行讀寫了。

本篇重點(diǎn)在于介紹 termios 概念以及詳細(xì)模式標(biāo)志位等，大部分是不需要記憶的，使用頻率也很低。

關(guān)于?Linux?串口編程的其他文章，可以移步至以下鏈接：

《Linux 串口編程<一> 一些背景》

《Linux 串口編程<二> 深入了解 termios》

《Linux 串口編程<三> 使用termios與API 進(jìn)行串口程序開發(fā)》

《Linux 串口編程<四> 串口設(shè)備程序開發(fā)》

如果有其他想法或者疑問可以給我郵件或者評論~:-D

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 串口编程二 深入了解 termios的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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