Linux串口通信编程

发表于 | 更新于 | 分类于 | 阅读次数：
本文字数： 7.3k | 阅读时长 ≈ 7 分钟

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：

1
2
3
4
5
6
7
8
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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
 #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：

1
sudo vim /etc/udev/rules.d/70-ttyusb.rules

增加如下内容：

1
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

1
groups chaowei

(2)如果没有隶属“dialout”，那么把用户加入进去

1
sudo gpasswd --add chaowei dialout

(3)logout 再登录系统激活功能

相关文章
-------------本文结束感谢您的阅读-------------