Linux串口操作及设置详解解析.docx
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Linux串口操作及设置详解解析.docx
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Linux串口操作及设置详解解析
linux串口操作及设置详解
串口操作需要的头文件
#include /*标准输入输出定义*/
#include /*标准函数库定义*/
#include /*Unix 标准函数定义*/
#include
#include
#include /*文件控制定义*/
#include /*PPSIX 终端控制定义*/
#include /*错误号定义*/
1.打开串口
在前面已经提到linux下的串口访问是以设备文件形式进行的,所以打开串口也即是打开文件的操作。
函数原型可以如下所示:
intopen(“DE_name”,intopen_Status)
参数说明:
(1)DE_name:
要打开的设备文件名
比如要打开串口1,即为/dev/ttyS0。
(2)open_Status:
文件打开方式,可采用下面的文件打开模式:
O_RDONLY:
以只读方式打开文件
O_WRONLY:
以只写方式打开文件
O_RDWR:
以读写方式打开文件
O_APPEND:
写入数据时添加到文件末尾
O_CREATE:
如果文件不存在则产生该文件,使用该标志需要设置访问权限位mode_t
O_EXCL:
指定该标志,并且指定了O_CREATE标志,如果打开的文件存在则会产生一个错误
O_TRUNC:
如果文件存在并且成功以写或者只写方式打开,则清除文件所有内容,使得文件长度变为0
O_NOCTTY:
如果打开的是一个终端设备,这个程序不会成为对应这个端口的控制终端,如果没有该标志,任何一个输入,例如键盘中止信号等,都将影响进程。
O_NONBLOCK:
该标志与早期使用的O_NDELAY标志作用差不多。
程序不关心DCD信号线的状态,如果指定该标志,进程将一直在休眠状态,直到DCD信号线为0。
函数返回值:
成功返回文件描述符,如果失败返回-1
例如:
在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下的。
串口一 为 /dev/ttyS0,串口二 为 /dev/ttyS1。
打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作:
intfd;
/*以读写方式打开串口*/
fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR);
if(fd==-1)
{
/* 不能打开串口一*/
perror(" 提示错误!
");
}
2.设置串口
最基本的设置串口包括波特率设置,效验位和停止位设置。
串口的设置主要是设置
structtermios 结构体的各成员值。
structtermio
{unsignedshortc_iflag;/* 输入模式标志 */
unsignedshortc_oflag;/* 输出模式标志 */
unsignedshortc_cflag;/* 控制模式标志*/
unsignedshortc_lflag;/*localmodeflags*/
unsignedcharc_line;/*linediscipline*/
unsignedcharc_cc[NCC];/*controlcharacters*/
};
设置这个结构体很复杂,我这里就只说说常见的一些设置:
2.1 波特率设置
波特率的设置定义在,其包含在头文件里。
常用的波特率常数如下:
B0-------à0 B1800-------à1800
B50-----à50 B2400------à2400
B75-----à75 B4800------à4800
B110----à110 B9600------à9600
B134----à134.5 B19200-----à19200
B200----à200 B38400------à38400
B300----à300 B57600------à57600
B600----à600 B76800------à76800
B1200---à1200 B115200-----à115200
假定程序中想要设置通讯的波特率,使用cfsetispeed()和cfsetospeed()函数来操作,获取波特率信息是通过cfgetispeed()和cfgetospeed()函数来完成的。
比如可以这样来指定串口通讯的波特率:
#include //头文件定义
........
.......
structtermiosopt; /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
/***************以下设置通讯波特率****************/
cfsetispeed(&opt,B9600); /*指定输入波特率,9600bps*/
cfsetospeed(&opt,B9600);/*指定输出波特率,9600bps*/
/************************************************/
.........
..........
一般来说,输入、输出的波特率应该是一致的。
下面是另一个修改波特率的代码:
structtermiosOpt;
tcgetattr(fd,&Opt);
cfsetispeed(&Opt,B19200);/*设置为19200Bps*/
cfsetospeed(&Opt,B19200);
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);
设置波特率的例子函数:
/**
*@brief 设置串口通信速率
*@paramfd 类型 int 打开串口的文件句柄
*@paramspeed 类型 int 串口速度
*@returnvoid
*/
intspeed_arr[]={B38400,B19200,B9600,B4800,B2400,B1200,B300,
B38400,B19200,B9600,B4800,B2400,B1200,B300,};
intname_arr[]={38400,19200,9600,4800,2400,1200,300,38400,
19200,9600,4800,2400,1200,300,};
voidset_speed(intfd,intspeed){
inti;
intstatus;
structtermiosOpt;
tcgetattr(fd,&Opt);
for(i=0;i if(speed==name_arr[i]){ tcflush(fd,TCIOFLUSH); cfsetispeed(&Opt,speed_arr[i]); cfsetospeed(&Opt,speed_arr[i]); status=tcsetattr(fd1,TCSANOW,&Opt); if(status! =0){ perror("tcsetattrfd1"); return; } tcflush(fd,TCIOFLUSH); } } } //tcsetattr tcsetattr函数用于设置终端参数。 函数在成功的时候返回0,失败的时候返回-1,并设置errno的值。 参数fd为打开的终端文件描述符,参数optional_actions用于控制修改起作用的时间,而结构体termios_p中保存了要修改的参数。 optional_actions可以取如下的值。 TCSANOW: 不等数据传输完毕就立即改变属性。 TCSADRAIN: 等待所有数据传输结束才改变属性。 TCSAFLUSH: 清空输入输出缓冲区才改变属性。 错误信息: EBADF: 非法的文件描述符。 EINTR: tcsetattr函数调用被信号中断。 EINVAL: 参数optional_actions使用了非法值,或参数termios中使用了非法值。 ENCTTY: 非终端的文件描述符。 2.2 设置效验的函数: /** *@brief 设置串口数据位,停止位和效验位 *@paramfd 类型 int 打开的串口文件句柄 *@paramdatabits 类型 int 数据位 取值 为 7 或者8 *@paramstopbits 类型 int 停止位 取值为 1 或者2 *@paramparity 类型 int 效验类型 取值为N,E,O,,S */ intset_Parity(intfd,intdatabits,intstopbits,intparity) { structtermiosoptions; if(tcgetattr(fd,&options)! =0){ perror("SetupSerial1"); return(FALSE); } options.c_cflag&=~CSIZE; switch(databits)/*设置数据位数*/ { case7: options.c_cflag|=CS7; break; case8: options.c_cflag|=CS8; break; default: fprintf(stderr,"Unsupporteddatasizen");return(FALSE); } switch(parity) { case'n': case'N': options.c_cflag&=~PARENB;/*Clearparityenable*/ options.c_iflag&=~INPCK;/*Enableparitychecking*/ break; case'o': case'O': options.c_cflag|=(PARODD|PARENB);/* 设置为奇效验*/ options.c_iflag|=INPCK;/*Disnableparitychecking*/ break; case'e': case'E': options.c_cflag|=PARENB;/*Enableparity*/ options.c_cflag&=~PARODD;/* 转换为偶效验*/ options.c_iflag|=INPCK;/*Disnableparitychecking*/ break; case'S': case's': /*asnoparity*/ options.c_cflag&=~PARENB; options.c_cflag&=~CSTOPB;break; default: fprintf(stderr,"Unsupportedparityn"); return(FALSE); } 2.3 设置停止位 switch(stopbits) { case1: options.c_cflag&=~CSTOPB; break; case2: options.c_cflag|=CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupportedstopbitsn"); return(FALSE); } /*Setinputparityoption*/ if(parity! ='n') options.c_iflag|=INPCK; tcflush(fd,TCIFLUSH); options.c_cc[VTIME]=150;/* 设置超时15seconds*/ options.c_cc[VMIN]=0;/*UpdatetheoptionsanddoitNOW*/ if(tcsetattr(fd,TCSANOW,&options)! =0) { perror("SetupSerial3"); return(FALSE); } return(TRUE); } 在上述代码中,有两句话特别重要: options.c_cc[VTIME]=0;/* 设置超时0seconds*/ options.c_cc[VMIN]=13;/*definetheminimumbytesdatatobereaded*/ 这两句话决定了对串口读取的函数read()的一些功能。 我将着重介绍一下他们对read()函数的影响。 对串口操作的结构体是 Struct{ tcflag_t c_iflag; /*输入模式标记*/ tcflag_t c_oflag; /*输出模式标记*/ tcflag_t c_cflag; /*控制模式标记*/ tcflag_t c_lflag; /*本地模式标记*/ cc_t c_line; /*线路规程*/ cc_t c_cc[NCCS]; /*控制符号*/ }; 其中cc_t,c_line只有在一些特殊的系统程序(比如,设置通过tty设备来通信的网络协议)中才会用。 在数组c_cc中有两个下标(VTIME和VMIN)对应的元素不是控制符,并且只是在原始模式下有效。 只有在原始模式下,他们决定了read()函数在什么时候返回。 在标准模式下,除非设置了O_NONBLOCK选项,否则只有当遇到文件结束符或各行的字符都已经编辑完毕后才返回。 控制符VTIME和VMIN之间有着复杂的关系。 VTIME定义要求等待的零到几百毫秒的时间量(通常是一个8位的unsignedchar变量,取值不能大于cc_t)。 VMIN定义了要求等待的最小字节数(不是要求读的字节数——read()的第三个参数才是指定要求读的最大字节数),这个字节数可能是0。 l) 如果VTIME取0,VMIN定义了要求等待读取的最小字节数。 函数read()只有在读取了VMIN个字节的数据或者收到一个信号的时候才返回。 2) 如果VMIN取0,VTIME定义了即使没有数据可以读取,read()函数返回前也要等待几百毫秒的时间量。 这时,read()函数不需要像其通常情况那样要遇到一个文件结束标志才返回0。 3) 如果VTIME和VMIN都不取0,VTIME定义的是当接收到第一个字节的数据后开始计算等待的时间量。 如果当调用read函数时可以得到数据,计时器马上开始计时。 如果当调用read函数时还没有任何数据可读,则等接收到第一个字节的数据后,计时器开始计时。 函数read可能会在读取到VMIN个字节的数据后返回,也可能在计时完毕后返回,这主要取决于哪个条件首先实现。 不过函数至少会读取到一个字节的数据,因为计时器是在读取到第一个数据时开始计时的。 4) 如果VTIME和VMIN都取0,即使读取不到任何数据,函数read也会立即返回。 同时,返回值0表示read函数不需要等待文件结束标志就返回了。 这就是这两个变量对read函数的影响。 2.4 串口属性配置 在程序中,很容易配置串口的属性,这些属性定义在结构体structtermios中。 为在程序中使用该结构体,需要包含文件,该头文件定义了结构体structtermios。 该结构体定义如下: #defineNCCS19 structtermios{ tcflag_tc_iflag; /* 输入参数 */ tcflag_tc_oflag; /* 输出参数 */ tcflag_tc_cflag; /* 控制参数*/ tcflag_tc_ispeed; /* 输入波特率 */ tcflag_tc_ospeed; /* 输出波特率 */ cc_tc_line; /* 线控制 */ cc_tc_cc[NCCS]; /* 控制字符*/ }; 其中成员c_line在POSIX(PortableOperatingSystemInterfaceforUNIX)系统中不使用。 对于支持POSIX终端接口的系统中,对于端口属性的设置和获取要用到两个重要的函数是: (1).inttcsetattr(intfd,intopt_DE,*ptr) 该函数用来设置终端控制属性,其参数说明如下: fd: 待操作的文件描述符 opt_DE: 选项值,有三个选项以供选择: TCSANOW: 不等数据传输完毕就立即改变属性 TCSADRAIN: 等待所有数据传输结束才改变属性 TCSAFLUSH: 清空输入输出缓冲区才改变属性 *ptr: 指向termios结构的指针 函数返回值: 成功返回0,失败返回-1。 (2).inttcgetattr(intfd,*ptr) 该函数用来获取终端控制属性,它把串口的默认设置赋给了termios数据数据结构,其参数说明如下: fd: 待操作的文件描述符 *ptr: 指向termios结构的指针 函数返回值: 成功返回0,失败返回-1。 2.5 注意的问题: 如果不是开发终端之类的,只是串口传输数据,而不需要串口来处理,那么使用原始模式(RawMode)方式来通讯,设置方式如下: options.c_lflag&=~(ICANON|ECHO|ECHOE|ISIG);/*Input*/ options.c_oflag&=~OPOST;/*Output*/ 3.读写串口 3.1 串口读操作(接收端) 用open函数打开设备文件,函数返回一个文件描述符(filedescriptors,fd),通过文件描述符来访问文件。 读串口操作是通过read函数来完成的。 函数原型如下: intread(intfd,*buffer,length); 参数说明: (1).intfd: 文件描述符 (2).*buffer: 数据缓冲区 (3).length: 要读取的字节数 函数返回值: 读操作成功读取返回读取的字节数,失败则返回-1。 3.2 串口写操作(发送端) 写串口操作是通过write函数来完成的。 函数原型如下: write(intfd,*buffer,length); 参数说明: (1).fd: 文件描述符 (2).*buffer: 存储写入数据的数据缓冲区 (3).length: 写入缓冲去的数据字节数 函数返回值: 成功返回写入数据的字节数,该值通常等于length,如果写入失败返回-1。 例如: 向终端设备发送初始化命令 设置好串口之后,读写串口就很容易了,把串口当作文件读写就是。 ·发送数据 charbuffer[1024]; intLength;intnByte; nByte=write(fd,buffer,Length) 4.关闭串口 关闭串口就是关闭文件。 close(fd); 5.例子 下面是一个简单的读取串口数据的例子,使用了上面定义的一些函数和头文件 /********************************************************************** 代码说明: 使用串口二测试的,发送的数据是字符, 但是没有发送字符串结束符号,所以接收到后,后面加上了结束符号。 我测试使用的是单片机发送数据到第二个串口,测试通过。 **********************************************************************/ #defineFALSE-1 #defineTRUE0 /*********************************************************************/ intOpenDev(char*Dev) { intfd=open(Dev,O_RDWR); //|O_NOCTTY|O_NDELAY if(-1==fd) { perror("Can'tOpenSerialPort"); return-1; } else returnfd; } intmain(intargc,char**argv){ intfd; intnread; charbuff[512]; char*dev="/dev/ttyS1";//串口二 fd=OpenDev(dev); set_speed(fd,19200); if(set_Parity(fd,8,1,'N')==FALSE){ printf("SetParityErrorn"); exit(0); } while (1)//循环读取数据 { while((nread=read(fd,buff,512))>0) { printf("nLen%dn",nread); buff[nread+1]=''; printf("n%s",buff); } } //close(fd); //exit(0); }
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