Linux串口通信编程

Linux串口通信编程简介,附Code

Linux串口通信概述

概述串口,Demo程序见下文

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:

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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。

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);

Linux串口通信Demo

直接上例子

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#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;
}

Linux串口使用权限设置

Linux下的设备使用都需要使用sudo或root用户才能打开,为了能让普通用户也能使用串口,

方法一

可以增加udev规则来实现,具体方法如下:

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sudo vim /etc/udev/rules.d/70-ttyusb.rules

增加如下内容:

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KERNEL=="ttyUSB[0-9]*",MODE="0666"

保存,重新插入USB转串口,普通用户就能搞定了

方法二

通过添加用户来实现
(1)由于tty属于“dialout”组别,比如你的用户名是chaowei,先命令查看下用户隶属的组别

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groups chaowei

(2)如果没有隶属“dialout”,那么把用户加入进去

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sudo gpasswd --add chaowei dialout

(3)logout 再登录系统激活功能