在Linux下进行串口通信

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在Linux下进行串口通信

2017年12月01日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3683字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

在Linux系统中，串口设备是通过串口终端设备文件来访问的，也就是通过访问/dev/ttyS0、/dev/ttyS1、/dev/ttyS2、/dev/ttyS3这些设备文件实现对串口的访问。对串口进行读写要经过下面几个步骤。

一、打开串口

与打开文件类似，打开串口同样使用open函数。注意对于串口的打开操作，必须使用O_NOCTTY参数。该参数表示：如果打开的是一个终端设备，程序不会成为对应这个端口的控制终端。如果没有使用该标志，任何一个输入（例如，键盘中止信号等）都将影响进程。具体代码如下：

    #include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main（void）{ 
…
int fd;
//使用open函数打开串口，获得串口设备文件的文件描述符
if((fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR| O_NOCTTY))==-1){
perror("Cannot open the serial port");
return 1;
}
…
}

二、设置串口通信参数

串口通信参数指的是波特率、数据位、奇偶校验位和停止位。对串口实现控制的时候同样要用到termio结构体。下面将结合具体的代码说明如何设置这些参数。

1．波特率设置
获得端口波特率信息是通过cfgetispeed函数和cfgetospeed函数来实现的。cfgetispeed函数用于获得结构体termios_p中的输入波特率信息，而cfgetospeed函数用于获得结构体termios_p中的输出波特率信息。这两个函数的具体信息如表6.9所示。

表6.9 cfgetispeed函数和cfgetospeed函数

头文件	<termios.h> <unistd.h>
函数形式	speed_t cfgetispeed(const struct termios termios_p); speed_t cfgetospeed(const struct termios termios_p);
返回值	成功	失败	是否设置errno
返回值	返回termios_p结构中的输入/输出端口的波特率	−1	是

cfsetispeed函数和cfsetospeed函数用于设置端口的输入/输出波特率。一般情况下，输入和输出波特率是相等的。cfsetispeed函数和cfsetospeed函数的函数声明信息如表6.10所示。

表6.10 cfsetispeed函数和cfsetospeed函数

头文件	<termios.h> <unistd.h>
函数形式	int cfsetispeed(struct termios termios_p, speed_t speed); int cfsetospeed(struct termios termios_p, speed_t speed);
返回值	成功	失败	是否设置errno
返回值	返回termios_p结构中的输入/输出端口的波特率	−1	是

cfsetispeed函数和cfsetospeed函数会修改结构体termios_p中的波特率信息，其中参数speed可以使用表6.11中所列出的宏。

表6.11 speed参数常用波特率信息

宏定义	波特率（单位：bit/s）	宏定义	波特率（单位：bit/s）
B0	0	B1800	1800
B50	50	B2400	2400
B75	75	B4800	4800
B110	110	B9600	9600
B134	134	B19200	19200
B150	150	B38400	38400
B200	200	B57600	57600
B300	300	B115200	115200
B600	600	B230400	230400
B1200	1200

使用cfsetispeed函数和cfsetospeed函数进行串口波特率设置具体代码如下所示：

    #include <stdio.h>    //头文件定义
#include <unistd.h>
#include < termios.h >
……
struct termios opt；           /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
……
//获得串口指向termios结构的指针
tcgetattr(fd, &Opt);
cfsetispeed(&opt，B9600 )； /*指定输入波特率，9600bps*/
cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定输出波特率，9600bps*/
//将修改后的termios数据设置到串口中
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);
……

2．数据位
数据位指的是每字节中实际数据所占的比特数。要修改数据位可以通过修改termios结构体中c_cflag成员来实现。CS5、CS6、CS7和CS8分别表示数据位为5、6、7和8。值得注意的是，在设置数据位时，必须先使用CSIZE做位屏蔽。具体设置代码如下：

    #include <stdio.h>    //头文件定义
#include <unistd.h>
#include < termios.h >
……
struct termios opt；           /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
.......
//获得串口指向termios结构的指针
tcgetattr(fd, &Opt);
…
//屏蔽其他标志
Opt.c_cflag&=~CSIZE;
//将数据位修改为8bit
Opt.c_cflag |=CS8;
…
//将修改后的termios数据设置到串口中
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);
……

3．奇偶校验位
奇偶校验可以选择偶校验、奇校验、空格等方式，也可以不使用校验。如果要设置为偶校验的话，首先要将termios结构体中c_cflag设置PARENB标志，并清除PARODD标志。如果要设置奇校验，要同时设置termios结构体中c_cflag设置PARENB标志和PARODD标志。如果不想使用任何校验的话，清除termios结构体中c_cflag的PARENB位。表6.12所示为设置奇偶校验的具体方法。

表6.12 设置奇偶校验位

设置	具体代码
无校验	opt.c_cflag &= ~PARENB;
奇校验	opt.c_cflag \|= (PARODD \| PARENB);
偶校验	opt.c_cflag &= ~ PARENB; opt.c_cflag &= ~PARODD;
空格	opt.c_cflag &= ~PARENB; opt.c_cflag &= ~CSTOPB;

下面给出将串口通信的奇偶校验设置为偶校验的例子，具体代码如下：

    #include <stdio.h>    //头文件定义
#include <unistd.h>
#include < termios.h >
……
struct termios opt；           /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
……
//获得串口指向termios结构的指针
tcgetattr(fd, &Opt);
…
opt.c_cflag &= ~ PARENB;
opt.c_cflag &= ~PARODD;
…//将修改后的termios数据设置到串口中
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);
……

4．数据流控制
数据流控制指是使用何种方法来标志数据传输的开始和结束。可以选择不使用数据流控制、使用硬件进行流控制和使用软件进行流控制。数据流控制设置如表6.13所示。

表6.13 数据流控制设置

设置	具体代码
不使用数据流控制	opt.c_cflag &= ~CRTSCTS
硬件	opt.c_cflag \|= CRTSCTS
软件	opt.c_cflag \| = IXON\|IXOFF\|IXANY

由于使用硬件流控制需要相应连接的电缆，常用的流控制方法还是使用软件进行流控制。下面给出了设置不使用数据流控制的相关代码：

    #include <stdio.h>    //头文件定义
#include <unistd.h>
#include < termios.h >
……
struct termios opt；           /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
……
//获得串口指向termios结构的指针
tcgetattr(fd, &opt);
…
opt.c_cflag &= ~CRTSCTS…
//将修改后的termios数据设置到串口中
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);
……

三、读写串口

读写串口是通过使用read函数和write函数实现的。在Linux系统中，对设备的读写类似于对文件的读写。下面给出对串口的写操作的代码：

    ……
int len;
//待发送数据
char sbuf[]={Hello，this is a Serial_Port test！/n };
int send_len=sizeof(sbuf); 
//发送缓冲区字节数定义
len= write(fd,sbuf,send_len); //
if(n == -1) 
printf("Wirte sbuf error./n"); 
……

四、关闭串口

在完成对设备文件读写操作后，需要调用close函数关闭该文件描述符。

【上篇】fcntl函数
【下篇】PDU种类汇总

作者: 11025821

该日志由 11025821 于6年前发表在综合分类下，最后更新于 2017年12月01日.
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