Linux串口通信
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1. 打开串口 与其他的关于设备编程的方法一样，在Linux下，操作、控制串口也是通过操作起设备文件进行的。在Linux下，串口的设备文件是/dev/ttyS0或/dev/ttyS1等。因此要读写串口，我们首先要打开串口： char *dev = "/dev/ttyS0"; //串口1 int fd = open( dev, O_RDWR ); //| O_NOCTTY | O_NDELAY if (-1 == fd) { perror("Can't Open Serial Port"); return -1; } else return fd;
2. 设置串口速度 打开串口成功后，我们就可以对其进行读写了。首先要设置串口的波特率： int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, }; int name_arr[] = {38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, }; 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); } } } 3. 设置串口信息 这主要包括：数据位、停止位、奇偶校验位这些主要的信息。 /** *@param fd 类型 int 打开的串口文件句柄 *@param databits 类型 int 数据位 取值 为 7 或者8 *@param stopbits 类型 int 停止位 取值为 1 或者2 *@param parity 类型 int 效验类型 取值为N,E,O,,S */ int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity) { struct termios options; if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return(FALSE); } options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/ options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
switch (databits) /*设置数据位数*/ { case 7: options.c_cflag |= CS7; break; case 8: options.c_cflag |= CS8; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE); } switch (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); /* 设置为奇效验*/ options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */ break; case 'e': case 'E': options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */ options.c_cflag &= ~PARODD; /* 转换为偶效验*/ 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 (FALSE); } /* 设置停止位*/ switch (stopbits) { case 1: options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; case 2: options.c_cflag |= CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n"); return (FALSE); } /* Set input parity option */ if (parity != 'n') options.c_iflag |= INPCK; tcflush(fd,TCIFLUSH); options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时0 seconds*/ options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/ if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) { perror("SetupSerial 3"); return (FALSE); } return (TRUE); } 在上述代码中，有两句话特别重要： options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时0 seconds*/ options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/ 这两句话决定了对串口读取的函数read()的一些功能。我将着重介绍一下他们对read()函数的影响。 对串口操作的结构体是 Struct{ tcflag_t c_iflag; /*输入模式标记*/ tcflag_t c_oflag; /*输出模式标记*/ tcflag_t c_cflag; /*控制模式标记*/ tcflag_t c_lflag; /*本地模式标记*/ cc_t c_line; /*线路规程*/ cc_t c_cc[NCCS]; /*控制符号*/ }； 其中cc_t c_line只有在一些特殊的系统程序(比如，设置通过tty设备来通信的网络协议)中才会用。在数组c_cc中有两个下标(VTIME和VMIN)对应的元素不是控制符，并且只是在原始模式下有效。只有在原始模式下，他们决定了read()函数在什么时候返回。在标准模式下，除非设置了O_NONBLOCK选项，否则只有当遇到文件结束符或各行的字符都已经编辑完毕后才返回。 控制符VTIME和VMIN之间有着复杂的关系。VTIME定义要求等待的零到几百毫秒的时间量(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(不是要求读的字节数——read()的第三个参数才是指定要求读的最大字节数)，这个字节数可能是0。 l 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。 l 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。 l 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。 l 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。 这就是这两个变量对read函数的影响。我使用的读卡器每次传送的数据是13个字节，一开始，我把它们设置成 options.c_cc[VTIME] = 150 options.c_cc[VMIN] = 0; 结果，每次读取的信息只有8个字节，剩下的5个字节要等到下一次打卡时才能收到。就是由于这个原因造成的。根据上面规则的第一条，我把VTIME取0，VMIN=13，也就是正好等于一次需要接收的字节数。这样就实现了一次读取13个字节值。同时，得出这样的结论，如果读卡器送出的数据为n个字节，那么就把VMIN=n，这样一次读取的信息正好为读卡器送出的信息，并且读取的时候不需要进行循环读取。
4. 读取数据 有了上面的函数后，我设置了串口的基本信息，根据我们自己的实际情况，设置了相应的参数，就可以读取数据了。 void getcardinfo(char *buff){ int fd; int nread,count=0; char tempbuff[13]; char *dev = "/dev/ttyS0"; //串口1 fd = OpenDev(dev); set_speed(fd,9600); if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) { printf("Set Parity Error\n"); //return -1; } while (1) //循环读取数据 { count=0; //sleep(5000); while(1) { if((nread = read(fd, tempbuff, 13))>0) { //printf("\nLen %d\n",nread); memcpy(&buff[count],tempbuff,nread); count+=nread; } if(count==13) { buff[count+1] = '\0'; //printf( "\n%s", buff); break; } } //break; } //return buff; close(fd); pthread_exit(NULL); //close(fd); // exit (0); } 这是我原来的程序，其实把VMIN设置以后，可以改成： void getcardinfo(char *buff){ int fd; int nread,count=0; char tempbuff[13]; char *dev = "/dev/ttyS0"; //串口1 fd = OpenDev(dev); set_speed(fd,9600); if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) { printf("Set Parity Error\n"); //return -1; } nread = read(fd, buff, 13) close(fd); }
5. 程序完整代码： #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*/
#define FALSE -1 #define TRUE 0 /** *@param fd 类型 int 打开串口的文件句柄 *@param speed 类型 int 串口速度 */ int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, }; int name_arr[] = {38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, }; 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); } } } /** *@param fd 类型 int 打开的串口文件句柄 *@param databits 类型 int 数据位 取值 为 7 或者8 *@param stopbits 类型 int 停止位 取值为 1 或者2 *@param parity 类型 int 效验类型 取值为N,E,O,,S */ int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity) { struct termios options; if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return(FALSE); } options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/ options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
switch (databits) /*设置数据位数*/ { case 7: options.c_cflag |= CS7; break; case 8: options.c_cflag |= CS8; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE); } switch (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); /* 设置为奇效验*/ options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */ break; case 'e': case 'E': options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */ options.c_cflag &= ~PARODD; /* 转换为偶效验*/ 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 (FALSE); } /* 设置停止位*/ switch (stopbits) { case 1: options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; case 2: options.c_cflag |= CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n"); return (FALSE); } /* Set input parity option */ if (parity != 'n') options.c_iflag |= INPCK; tcflush(fd,TCIFLUSH); options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时15 seconds*/ options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/ if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) { perror("SetupSerial 3"); return (FALSE); } return (TRUE); } /********************************************************************** 代码说明：使用串口一测试的，发送的数据是字符， 但是没有发送字符串结束符号，所以接收到后，后面加上了结束符号 **********************************************************************/
/*********************************************************************/ int OpenDev(char *Dev) { int fd = open( Dev, O_RDWR ); //| O_NOCTTY | O_NDELAY if (-1 == fd) { perror("Can't Open Serial Port"); return -1; } else return fd; } void getcardinfo(char *buff){ int fd; int nread,count=0; char tempbuff[13]; char *dev = "/dev/ttyS0"; //串口1 fd = OpenDev(dev); set_speed(fd,9600); if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) { printf("Set Parity Error\n"); //return -1; } while (1) //循环读取数据 { count=0; //sleep(5000); while(1) { if((nread = read(fd, tempbuff, 13))>0) { //printf("\nLen %d\n",nread); memcpy(&buff[count],tempbuff,nread); count+=nread; } if(count==13) { buff[count+1] = '\0'; //printf( "\n%s", buff); break; } } //break; } //return buff; close(fd); pthread_exit(NULL); //close(fd); // exit (0); } |
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