LINUX 串口编程

串口概述

 常见数据通信方式:并行通信，串行通信

 UART的主要操作：

   >数据发送及接受

   >产生中断

   >产生波特率

   >Loopback模式

    >红外模式

   >自动流控模式

   串口参数的配置主要包括:波特率、数据位、停止位、流控协议。

 linux中的串口设备文件放于/de/目录下，串口一，串口二分别为"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1".在linux下操作串口与操作文件相同.

.串口详细配置

 包括：波特率、数据位、校验位、停止位等。串口设置由下面的结构体实现：

      struct termios

      {

 tcflag_t  c_iflag;  //input flags

 tcflag_t  c_oflag;  //output flags

 tcflag_t  c_cflag;  //control flags

 tcflag_t  c_lflag;  //local flags

 cc_t      c_cc[NCCS]; //control characters

      }; 

        该结构体中c_cflag最为重要，可设置波特率、数据位、校验位、停止位。在设置波特率时需要在数字前加上'B'，

如B9600，B15200.使用其需通过“与”“或”操作方式：

 



 

 输入模式c_iflag成员控制端口接收端的字符输入处理：



.串口控制函数

 Tcgetattr 取属性(termios结构)

 Tcsetattr 设置属性(termios结构)

 cfgetispeed 得到输入速度

 Cfgetospeed 得到输出速度

 Cfsetispeed 设置输入速度

 Cfsetospeed 设置输出速度

 Tcdrain  等待所有输出都被传输

 tcflow  挂起传输或接收

 tcflush  刷清未决输入和/或输出

 Tcsendbreak 送BREAK字符

 tcgetpgrp 得到前台进程组ID

 tcsetpgrp 设置前台进程组ID

.串口配置流程

 1>保存原先串口配置，用tcgetattr(fd,&oldtio)函数

  struct termios newtio,oldtio;

    tcgetattr(fd,&oldtio);

 2>激活选项有CLOCAL和CREAD，用于本地连接和接收使用

 　 newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD;

 3>设置波特率，使用函数cfsetispeed、cfsetospeed

         cfsetispeed(&newtio,B115200);

    cfsetospeed(&newtio,B115200);

 4>设置数据位，需使用掩码设置

    newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

   newtio.c_cflag |= CS8;

 5>设置奇偶校验位，使用c_cflag和c_iflag.

   设置奇校验:

  newtio.c_cflag |= PARENB;

  newtio.c_cflag |= PARODD;

  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

   设置偶校验:

  newtio.c_iflag |= (INPCK｜ISTRIP);

  newtio.c_cflag |= PARENB;

  newtio.c_cflag |= ~PARODD;

 6>设置停止位，通过激活c_cflag中的CSTOPB实现。若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB。

  newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;

 7>设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特别的要求时，可设为0：

    newtio.c_cc[VTIME] = 0;

  newtio.c_cc[VMIN]  = 0;

 8>处理要写入的引用对象

   tcflush函数刷清(抛弃)输入缓存(终端驱动程序已接收到，但用户程序尚未读)或输出缓存(用户程序已经写，但尚未发送).

  int tcflush(int filedes,int quene)

  quene数应当是下列三个常数之一:

    *TCIFLUSH  刷清输入队列

    *TCOFLUSH  刷清输出队列

    *TCIOFLUSH 刷清输入、输出队列

  例如：tcflush(fd,TCIFLUSH);

 9>激活配置。在完成配置后，需要激活配置使其生效。使用tcsetattr()函数：

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

   opt使我们可以指定在什么时候新的终端属性才起作用，

  *TCSANOW:更改立即发生

  *TCSADRAIN:发送了所有输出后更改才发生。若更改输出参数则应使用此选项

  *TCSAFLUSH:发送了所有输出后更改才发生。更进一步，在更改发生时未读的

             所有输入数据都被删除(刷清).

   例如: tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);

.串口使用详解

.打开串口

 fd = open("/dev/ttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

 参数--O_NOCTTY:通知linux系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端.

              O_NDELAY:通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止).

 然后恢复串口的状态为阻塞状态，用于等待串口数据的读入，用fcntl函数:

  fcntl(fd,F_SETFL,0);  //F_SETFL：设置文件flag为0，即默认，即阻塞状态

 接着测试打开的文件描述符是否应用一个终端设备，以进一步确认串口是否正确打开.

  isatty(STDIN_FILENO);

.读写串口

 串口的读写与普通文件一样，使用read，write函数

  read(fd,buff,8);

  write(fd,buff,8);

 Example: seri.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <stdlib.h>

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
struct termios newtio,oldtio;
if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0)
{
perror("SetupSerial 1");
return -1;
}
bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

switch( nBits )
{
case 7:
newtio.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag |= CS8;
break;
}

switch( nEvent )
{
case 'O':                     //奇校验
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
break;
case 'E':                     //偶校验
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
break;
case 'N':                    //无校验
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
break;
}

switch( nSpeed )
{
case 2400:
cfsetispeed(&newtio, B2400);
cfsetospeed(&newtio, B2400);
break;
case 4800:
cfsetispeed(&newtio, B4800);
cfsetospeed(&newtio, B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
case 115200:
cfsetispeed(&newtio, B115200);
cfsetospeed(&newtio, B115200);
break;
default:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
}
if( nStop == 1 )
{
newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;
}
else if ( nStop == 2 )
{
newtio.c_cflag |=  CSTOPB;
}
newtio.c_cc[VTIME]  = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
{
perror("com set error");
return -1;
}
printf("set done!\n");
return 0;
}

int open_port(int fd,int comport)
{
char *dev[]={"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"};
long  vdisable;
if (comport==1)
{    fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
else
{
printf("open ttyS0 .....\n");
}
}
else if(comport==2)
{    fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
else
{
printf("open ttyS1 .....\n");
}
}
else if (comport==3)
{
fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
else
{
printf("open ttyS2 .....\n");
}
}
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0)
{
printf("fcntl failed!\n");
}
else
{
printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
}
if(isatty(STDIN_FILENO)==0)
{
printf("standard input is not a terminal device\n");
}
else
{
printf("isatty success!\n");
}
printf("fd-open=%d\n",fd);
return fd;
}

int main(void)
{
int fd;
int nread,i;
char buff[]="Hello\n";

if((fd=open_port(fd,1))<0)
{
perror("open_port error");
return;
}
if((i=set_opt(fd,115200,8,'N',1))<0)
{
perror("set_opt error");
return;
}
printf("fd=%d\n",fd);

nread=read(fd,buff,8);
printf("nread=%d,%s\n",nread,buff);
close(fd);
return;
}