Linux下串口通信主要有下面幾個(gè)步驟
串口通信流程圖
下面我會(huì)一一介紹這幾個(gè)步驟,。
1.打開串口
代碼(串口為ttyUSB0)
- //打開串口
- int open_port(void)
- {
- int fd;
-
- fd=open("/dev/ttyUSB0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);//O_NONBLOCK設(shè)置為非阻塞模式,,在read時(shí)不會(huì)阻塞住,在讀的時(shí)候?qū)ead放在while循環(huán)中,,下一節(jié)篇文檔將詳細(xì)講解阻塞和非阻塞
- // printf("fd=%d\n",fd);
-
- if(fd==-1)
- {
- perror("Can't Open SerialPort");
- }
-
- return fd;
- }
打開串口時(shí)也可以多加一些內(nèi)容,,比如判斷串口為阻塞狀態(tài)、測(cè)試是否為終端設(shè)備等,,這些是必要的,,所以較上面的基本的打開串口的代碼,更加完整健壯一些的代碼流程如下所示:
打開串口較完整流程圖
代碼:
- /**
- * open port
- * @param fd
- * @param comport 想要打開的串口號(hào)
- * @return 返回-1為打開失敗
- */
- int open_port(int fd,int comport)
- {
- char *dev[]={"/dev/ttyUSB0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"};
-
- if (comport==1)//串口1
- {
- fd = open( "/dev/ttyUSB0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
- if (-1 == fd)
- {
- perror("Can't Open Serial Port");
- return(-1);
- }
- }
- else if(comport==2)//串口2
- {
- fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY); //沒有設(shè)置<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">O_NONBLOCK非阻塞模式,,也可以設(shè)置為非阻塞模式,,兩個(gè)模式在下一篇博客中具體說明</span>
-
- if (-1 == fd)
- {
- perror("Can't Open Serial Port");
- return(-1);
- }
- }
- else if (comport==3)//串口3
- {
- fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
- if (-1 == fd)
- {
- perror("Can't Open Serial Port");
- return(-1);
- }
- }
- /*恢復(fù)串口為阻塞狀態(tài)*/
- if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0)
- printf("fcntl failed!\n");
- else
- printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
- /*測(cè)試是否為終端設(shè)備*/
- 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;
- }
關(guān)鍵函數(shù)解釋:
open
功能描述:用于打開或創(chuàng)建文件,成功則返回文件描述符,,否則返回-1,,open返回的文件描述符一定是最小的未被使用的描述符
- #include<fcntl.h>
- int open(const char *pathname, int oflag, ... );
參數(shù)解釋:
pathname:文件路徑名,串口在linux中被看做是一個(gè)文件
oflag:一些文件模式選擇,,有如下幾個(gè)參數(shù)可以設(shè)置
- O_RDONLY只讀模式
- O_WRONLY只寫模式
- O_RDWR讀寫模式
上面三個(gè)參數(shù)在設(shè)置的時(shí)候必須選擇其中一個(gè)?。?!下面的是可選的
- O_APPEND每次寫操作都寫入文件的末尾
- O_CREAT如果指定文件不存在,,則創(chuàng)建這個(gè)文件
- O_EXCL如果要?jiǎng)?chuàng)建的文件已存在,則返回 -1,,并且修改 errno 的值
- O_TRUNC如果文件存在,,并且以只寫/讀寫方式打開,則清空文件全部內(nèi)容
- O_NOCTTY如果路徑名指向終端設(shè)備,,不要把這個(gè)設(shè)備用作控制終端,。
- O_NONBLOCK如果路徑名指向 FIFO/塊文件/字符文件,則把文件的打開和后繼 I/O設(shè)置為非阻塞模式(nonblocking
mode)
下面三個(gè)常量同樣是選用的,,他們用于同步輸入輸出
- O_DSYNC等待物理
I/O 結(jié)束后再 write,。在不影響讀取新寫入的數(shù)據(jù)的前提下,,不等待文件屬性更新,。
- O_RSYNC讀(read)等待所有寫入同一區(qū)域的寫操作完成后再進(jìn)行
- O_SYNC等待物理
I/O 結(jié)束后再 write,包括更新文件屬性的 I/O
對(duì)于串口的打開操作,,必須使用O_NOCTTY參數(shù),,它表示打開的是一個(gè)終端設(shè)備,程序不會(huì)成為該端口的控制終端。如果不使用此標(biāo)志,,任務(wù)的一個(gè)輸入(比如鍵盤終止信號(hào)等)都會(huì)影響進(jìn)程,。
O_NDELAY表示不關(guān)心DCD信號(hào)所處的狀態(tài)(端口的另一端是否激活或者停止)。
fcntl
功能描述:根據(jù)文件描述詞來操作文件的特性,,返回-1代表出錯(cuò)
- #include<unistd.h>
- #include<fcntl.h>
- int fcntl(int fd,int cmd);
- int fcntl(int fd,int cmd,long arg);
- int fcntl(int fd,int cmd,struct flock *lock);
參數(shù)說明:
fcntl函數(shù)有5種功能:
1. 復(fù)制一個(gè)現(xiàn)有的描述符(cmd=F_DUPFD).
2. 獲得/設(shè)置文件描述符標(biāo)記(cmd=F_GETFD或F_SETFD).
3. 獲得/設(shè)置文件狀態(tài)標(biāo)記(cmd=F_GETFL或F_SETFL).
4. 獲得/設(shè)置異步I/O所有權(quán)(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).
5. 獲得/設(shè)置記錄鎖(cmd=F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW).
isatty
2.串口的初始化
串口初始化工作需要做以下工作:
- 設(shè)置波特率
- 設(shè)置數(shù)據(jù)流控制
- 設(shè)置幀的格式(即數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù),,停止位,校驗(yàn)位)
串口初始化
代碼:
- int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
- {
- struct termios newtio,oldtio;
- /*保存測(cè)試現(xiàn)有串口參數(shù)設(shè)置,,在這里如果串口號(hào)等出錯(cuò),,會(huì)有相關(guān)的出錯(cuò)信息*/
- if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) {
- perror("SetupSerial 1");
- printf("tcgetattr( fd,&oldtio) -> %d\n",tcgetattr( fd,&oldtio));
- return -1;
- }
- bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
- /*步驟一,設(shè)置字符大小*/
- newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
- newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
- /*設(shè)置停止位*/
- switch( nBits )
- {
- case 7:
- newtio.c_cflag |= CS7;
- break;
- case 8:
- newtio.c_cflag |= CS8;
- break;
- }
- /*設(shè)置奇偶校驗(yàn)位*/
- switch( nEvent )
- {
- case 'o':
- case 'O': //奇數(shù)
- newtio.c_cflag |= PARENB;
- newtio.c_cflag |= PARODD;
- newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
- break;
- case 'e':
- case 'E': //偶數(shù)
- newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
- newtio.c_cflag |= PARENB;
- newtio.c_cflag &= ~PARODD;
- break;
- case 'n':
- case 'N': //無奇偶校驗(yàn)位
- newtio.c_cflag &= ~PARENB;
- break;
- default:
- break;
- }
- /*設(shè)置波特率*/
- 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;
- case 460800:
- cfsetispeed(&newtio, B460800);
- cfsetospeed(&newtio, B460800);
- break;
- default:
- cfsetispeed(&newtio, B9600);
- cfsetospeed(&newtio, B9600);
- break;
- }
- /*設(shè)置停止位*/
- if( nStop == 1 )
- newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
- else if ( nStop == 2 )
- newtio.c_cflag |= CSTOPB;
- /*設(shè)置等待時(shí)間和最小接收字符*/
- newtio.c_cc[VTIME] = 0;
- newtio.c_cc[VMIN] = 0;
- /*處理未接收字符*/
- tcflush(fd,TCIFLUSH);
- /*激活新配置*/
- if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
- {
- perror("com set error");
- return -1;
- }
- printf("set done!\n");
- return 0;
- }
講解這片代碼之前,,我們要先研究一下termios的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),。最小的termios結(jié)構(gòu)的典型定義如下:
- struct termios
- {
- tcflag_t c_iflag;
- tcflag_t c_oflag;
- tcflag_t c_cflag;
- tcflag_t c_lflag;
- cc_t c_cc[NCCS];
- };
上面五個(gè)結(jié)構(gòu)成員名稱分別代表:
- #include<termios.h>
- int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
這個(gè)函數(shù)調(diào)用把低昂前終端接口變量的值寫入termios_p參數(shù)指向的結(jié)構(gòu),。如果這些值其后被修改了,,可以通過調(diào)用函數(shù)tcsetattr來重新配置。
tcsetattr函數(shù)原型如下:- #include<termios.h>
- int tcsetattr(int fd , int actions , const struct termios *termios_h);
參數(shù)actions控制修改方式,,共有三種修改方式,,如下所示:
- TCSANOW:立刻對(duì)值進(jìn)行修改
- TCSADRAIN:等當(dāng)前的輸出完成后再對(duì)值進(jìn)行修改
- TCSAFLUSH:等當(dāng)前的輸出完成之后,再對(duì)值進(jìn)行修改,,但丟棄還未從read調(diào)用返回的當(dāng)前的可用的任何輸入,。
在我們的代碼中,我們?cè)O(shè)置為NOW立即對(duì)值進(jìn)行修改,。
tcflush用于清空中端為完成的輸入/輸出請(qǐng)求及數(shù)據(jù),,它的函數(shù)原型如下:- int tcflush(int fd, int queue_selector);
其中queue_selector時(shí)控制tcflush的操作,取值可以為如下參數(shù)中的一個(gè):TCIFLUSH清楚正收到的數(shù)據(jù),,且不會(huì)讀出來,;TCOFLUSH清楚正寫入的數(shù)據(jù),且不會(huì)發(fā)送至終端,;TCIOFLUSH清除所有正在發(fā)送的I/O數(shù)據(jù),。
再看我們的代碼,我們修改字符大小的代碼為- newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
- newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
c_cflag代表控制模式
- CLOCAL含義為忽略所有調(diào)制解調(diào)器的狀態(tài)行,,這個(gè)目的是為了保證程序不會(huì)占用串口,。
- CREAD代表啟用字符接收器,,目的是是的能夠從串口中讀取輸入的數(shù)據(jù)。
- CS5/6/7/8表示發(fā)送或接收字符時(shí)使用5/6/7/8比特,。
- CSTOPB表示每個(gè)字符使用兩位停止位,。
- HUPCL表示關(guān)閉時(shí)掛斷調(diào)制解調(diào)器。
- PARENB:啟用奇偶校驗(yàn)碼的生成和檢測(cè)功能,。
- PARODD:只使用奇校驗(yàn)而不使用偶校驗(yàn),。
c_iflag代表輸入模式
- BRKINT:當(dāng)在輸入行中檢測(cè)到一個(gè)終止?fàn)顟B(tài)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)中斷,。
- TGNBRK:忽略輸入行中的終止?fàn)顟B(tài),。
- TCRNL:將接受到的回車符轉(zhuǎn)換為新行符。
- TGNCR:忽略接受到的新行符,。
- INLCR:將接受到的新行符轉(zhuǎn)換為回車符,。
- IGNPAR:忽略奇偶校檢錯(cuò)誤的字符。
- INPCK:對(duì)接收到的字符執(zhí)行奇偶校檢,。
- PARMRK:對(duì)奇偶校檢錯(cuò)誤作出標(biāo)記,。
- ISTRIP:將所有接收的字符裁減為7比特。
- IXOFF:對(duì)輸入啟用軟件流控,。
- IXON:對(duì)輸出啟用軟件流控,。
c_cc特殊的控制字符
標(biāo)準(zhǔn)模式和非標(biāo)準(zhǔn)模式下,c_cc數(shù)組的下標(biāo)有不同的值:
標(biāo)準(zhǔn)模式:
- VEOF:EOF字符
- VEOL:EOF字符
- VERASE:ERASE字符
- VINTR:INTR字符
- VKILL:KILL字符
- VQUIT:QUIT字符
- VSTART:START字符
- VSTOP:STOP字符
非標(biāo)準(zhǔn)模式:
- 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
cfsetispeed和cfsetospeed用來設(shè)置輸入輸出的波特率,函數(shù)模型如下:
- int cfsetispeed(struct termios *termptr, speed_t speed);
- int cfsetospeed(struct termios *termptr, speed_t speed);
參數(shù)說明:
- struct termios *termptr:指向termios結(jié)構(gòu)的指針
- speed_t speed:需要設(shè)置的波特率
- 返回值:成功返回0,,否則返回-1
這樣,,所有的初始化操作我們就完成了。
下一篇文章我會(huì)記錄串口的讀寫及關(guān)閉操作的詳細(xì)步驟,。并且會(huì)把源代碼鏈接給出供大家參考,!
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