linux串口操作及设置详解

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*/

1.打开串口

在前面已经提到linux下的串口访问是以设备文件形式进行的，所以打开串口也即是打开文件的操作。函数原型可以如下所示：
int open（“DE_name”，int open_Status）
参数说明：
（1）DE_name：要打开的设备文件名
比如要打开串口1，即为/dev/ttyS0。
（2）open_Status：文件打开方式，可采用下面的文件打开模式：
O_RDONLY：以只读方式打开文件
O_WRONLY：以只写方式打开文件
O_RDWR：以读写方式打开文件
O_APPEND：写入数据时添加到文件末尾
O_CREATE：如果文件不存在则产生该文件，使用该标志需要设置访问权限位mode_t
O_EXCL：指定该标志，并且指定了O_CREATE标志，如果打开的文件存在则会产生一个错误
O_TRUNC：如果文件存在并且成功以写或者只写方式打开，则清除文件所有内容，使得文件长度变为0
O_NOCTTY：如果打开的是一个终端设备，这个程序不会成为对应这个端口的控制终端，如果没有该标志，任何一个输入，例如键盘中止信号等，都将影响进程。
O_NONBLOCK：该标志与早期使用的O_NDELAY标志作用差不多。程序不关心DCD信号线的状态，如果指定该标志，进程将一直在休眠状态，直到DCD信号线为0。
函数返回值：
成功返回文件描述符，如果失败返回-1
例如:
在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下的。串口一 为 /dev/ttyS0，串口二 为 /dev/ttyS1。打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：
int fd;
/*以读写方式打开串口*/
fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR);
if (fd==-1)
{
/* 不能打开串口一*/
perror(" 提示错误！");
}

2.设置串口

最基本的设置串口包括波特率设置，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 */
};
设置这个结构体很复杂，我这里就只说说常见的一些设置：

2.1 波特率设置

波特率的设置定义在<asm/termbits.h>，其包含在头文件<termios.h>里。
常用的波特率常数如下：
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
假定程序中想要设置通讯的波特率，使用cfsetispeed( )和cfsetospeed( )函数来操作，获取波特率信息是通过cfgetispeed（）和cfgetospeed（）函数来完成的。
比如可以这样来指定串口通讯的波特率：
#include <stdio.h> //头文件定义
........
.......
struct termios opt； /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/

/***************以下设置通讯波特率****************/
cfsetispeed(&opt，B9600 )； /*指定输入波特率，9600bps*/
cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定输出波特率，9600bps*/
/************************************************/
.........
..........
一般来说，输入、输出的波特率应该是一致的。
下面是另一个修改波特率的代码：
struct termios Opt;
tcgetattr(fd, &Opt);
cfsetispeed(&Opt,B19200); /*设置为19200Bps*/
cfsetospeed(&Opt,B19200);
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);
设置波特率的例子函数：
/**
*@brief 设置串口通信速率
*@param fd 类型 int 打开串口的文件句柄
*@param speed 类型 int 串口速度
*@return void
*/
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(fd1, TCSANOW, &Opt);
if (status != 0) {
perror("tcsetattr fd1");
return;
}
tcflush(fd,TCIOFLUSH);
}
}
}

2.2 设置效验的函数：

/**
*@brief 设置串口数据位，停止位和效验位
*@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;
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 sizen"); 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 parityn");
return (FALSE);
}

2.3 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 bitsn");
return (FALSE);
}
/* Set input parity option */
if (parity != 'n')
options.c_iflag |= INPCK;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
options.c_cc[VTIME] = 150; /* 设置超时15 seconds*/
options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */
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。
2) 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。
3) 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。
4) 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。

2.4 串口属性配置

在程序中，很容易配置串口的属性，这些属性定义在结构体struct termios中。为在程序中使用该结构体，需要包含文件<termbits.h>，该头文件定义了结构体struct termios。该结构体定义如下：
#define NCCS 19
struct termios {
tcflag_t c_iflag; /* 输入参数 */
tcflag_t c_oflag; /* 输出参数 */
tcflag_t c_cflag; /* 控制参数*/
tcflag_t c_ispeed; /* 输入波特率 */
tcflag_t c_ospeed; /* 输出波特率 */
cc_t c_line; /* 线控制 */
cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符*/
};
其中成员c_line在POSIX(Portable Operating System Interface for UNIX)系统中不使用。对于支持POSIX终端接口的系统中，对于端口属性的设置和获取要用到两个重要的函数是：
（1）.int tcsetattr（int fd，int opt_DE，*ptr）
该函数用来设置终端控制属性，其参数说明如下：
fd：待操作的文件描述符
opt_DE：选项值，有三个选项以供选择：
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
*ptr：指向termios结构的指针
函数返回值：成功返回0，失败返回－1。
（2）.int tcgetattr（int fd，*ptr）
该函数用来获取终端控制属性，它把串口的默认设置赋给了termios数据数据结构，其参数说明如下：
fd：待操作的文件描述符
*ptr：指向termios结构的指针
函数返回值：成功返回0，失败返回－1。

2.5 注意的问题:

如果不是开发终端之类的，只是串口传输数据，而不需要串口来处理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式来通讯，设置方式如下：
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/

3.读写串口

3.1 串口读操作（接收端）

用open函数打开设备文件，函数返回一个文件描述符(file descriptors,fd)，通过文件描述符来访问文件。读串口操作是通过read函数来完成的。函数原型如下：
int read(int fd, *buffer,length)；
参数说明：
（1）.int fd：文件描述符
（2）.*buffer：数据缓冲区
（3）.length：要读取的字节数
函数返回值：
读操作成功读取返回读取的字节数，失败则返回-1。

3.2 串口写操作（发送端）

写串口操作是通过write函数来完成的。函数原型如下：
write(int fd, *buffer,length);
参数说明：
（1）.fd：文件描述符
（2）.*buffer：存储写入数据的数据缓冲区
（3）.length：写入缓冲去的数据字节数
函数返回值：
成功返回写入数据的字节数,该值通常等于length，如果写入失败返回-1。
例如：向终端设备发送初始化命令
设置好串口之后，读写串口就很容易了，把串口当作文件读写就是。
·发送数据
char buffer[1024];
int Length;int nByte;
nByte = write(fd, buffer ,Length)

4.关闭串口

关闭串口就是关闭文件。
close(fd);

5.例子

下面是一个简单的读取串口数据的例子，使用了上面定义的一些函数和头文件
/**********************************************************************
代码说明：使用串口二测试的，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。
我测试使用的是单片机发送数据到第二个串口，测试通过。
**********************************************************************/
#define FALSE -1
#define TRUE 0
/*********************************************************************/
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;
}
int main(int argc, char **argv){
int fd;
int nread;
char buff[512];
char *dev = "/dev/ttyS1"; //串口二
fd = OpenDev(dev);
set_speed(fd,19200);
if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) {
printf("Set Parity Errorn");
exit (0);
}
while (1) //循环读取数据
{
while((nread = read(fd, buff, 512))>0)
{
printf("nLen %dn",nread);
buff[nread+1] = '';
printf( "n%s", buff);
}
}
//close(fd);
// exit (0);
}

原文地址：http://blog.chinaunix.net/uid-21411227-id-1826767.html