Linux串口UART编程--C语言
串口通讯算是最常用的一个通讯方式，此文就对串口编程做一学习和记录，以备今后查阅
常见接口类型
DB9
针号 功能 缩写
1 数据载波检测 DCD
2 接收数据 RXD
3 发送数据 TXD
4 数据端准备 DTR
5 信号地 GND
6 数据设备准备好 DSR
7 请求发送 RTS
8 清除发送 CTS
9 振铃提示 DELL
其中RXD和TXD与GND比较常用，DTR和RTS这种在加有流控的串口设备上回使用
1.open串口
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
open的参数可以参考io里面的介绍
O_NOCTTY：表示程序不会成为这个端口上的“控制终端”.如果不这样做的话,所有的输入,比如键盘上过来的Ctrl+C中止信号等等,会影响到你的进程
O_NDELAY：表示程序并不关心DCD信号线的状态——也就是不关心端口另一端是否已经连接
2.设置串口
设置串口属性包括基本的波特率，校验位，停止位等等
其中最重要的一个结构体 struct termios ，包含了串口相关的全部属性，我们就是设置它来为后边的通讯做准备
#include
struct termios{
tcflag_t c_iflag; //输入模式标志
tcflag_t c_oflag; //输出模式标志
tcflag_t c_cflag; //控制选项
tcflag_t c_lflag; //行选项
cc_t c_cc[NCCS]; //控制字符
};
每个选项都是16位数，每一位都有其含义，接下来就看看这些选项的键值
(1).c_iflag：输入模式标志，控制终端输入方式
键 值 说 明
IGNBRK 忽略BREAK键输入
BRKINT 如果设置了IGNBRK，BREAK键的输入将被忽略，如果设置了BRKINT ，将产生SIGINT中断
IGNPAR 忽略奇偶校验错误
PARMRK 标识奇偶校验错误
INPCK 允许输入奇偶校验
ISTRIP 去除字符的第8个比特
INLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）
IGNCR 忽略输入的回车
ICRNL 将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）
IUCLC 将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）
IXON 允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IXANY 输入任何字符将重启停止的输出
IXOFF 允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IMAXBEL 当输入队列满的时候开始响铃，Linux在使用该参数而是认为该参数总是已经设置
(2).c_oflag：输出模式标志，控制终端输出方式
键 值 说 明
OPOST 处理后输出
OLCUC 将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）
ONLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）
OCRNL 将输入的CR（回车）转换成NL（换行）
ONOCR 第一行不输出回车符
ONLRET 不输出回车符
OFILL 发送填充字符以延迟终端输出
OFDEL 以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符将是NUL（'\0'）（非POSIX）
NLDLY 换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）
CRDLY 回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY 水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY 空格输出延迟，可以取BS0或BS1
VTDLY 垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1
FFDLY 换页延迟，可以取FF0或FF1
(3).c_cflag：控制模式标志，指定终端硬件控制信息
键 值 说 明
CBAUD 波特率（4+1位）（非POSIX）
CBAUDEX 附加波特率（1位）（非POSIX）
CSIZE 字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB 设置两个停止位
CREAD 使用接收器
PARENB 使用奇偶校验
PARODD 对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验
HUPCL 关闭设备时挂起
CLOCAL 忽略调制解调器线路状态
CRTSCTS 使用RTS/CTS流控制
(4).c_lflag：本地模式标志，控制终端编辑功能
键 值 说 明
ISIG 当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号
ICANON 使用标准输入模式
XCASE 在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。如果只设置了XCASE，则输入字符将被转换为小写字符，除非字符使用了转义字符（非POSIX，且Linux不支持该参数）
ECHO 显示输入字符
ECHOE 如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符，WERASE将删除输入的单词
ECHOK 如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行
ECHONL 如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符
ECHOPRT 如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）
TOSTOP 向后台输出发送SIGTTOU信号
(5).c_cc[NCCS]：控制字符，用于保存终端驱动程序中的特殊字符
只有在本地模式标志c_lflag中设置了IEXITEN时，POSIX没有定义的控制字符才能在Linux中使用。每个控制字符都对应一个按键组合（^C、^H等）。
VMIN和VTIME这两个控制字符除外，它们不对应控制符。这两个控制字符只在原始模式下才有效。
键 值 说 明
c_cc[VMIN] 原始模式（非标准模式）读的最小字符数
c_cc[VTIME] 原始模式（非标准模式）读时的延时，以十分之一秒为单位
c_cc[VINTR] 默认对应的控制符是^C，作用是清空输入和输出队列的数据并且向tty设备的前台进程组中的每一个程序发送一个SIGINT信号，对SIGINT信号没有定义处理程序的进程会马上退出。
c_cc[VQUIT] 默认对应的控制符是^/，作用是清空输入和输出队列的数据并向tty设备的前台进程组中的每一个程序发送一个SIGQUIT信号，对SIGQUIT 信号没有定义处理程序的进程会马上退出。
c_cc[verase] 默认对应的控制符是^H或^?，作用是在标准模式下，删除本行前一个字符，该字符在原始模式下没有作用。
c_cc[VKILL] 默认对应的控制符是^U，在标准模式下，删除整行字符，该字符在原始模式下没有作用。
c_cc[VEOF] 默认对应的控制符是^D，在标准模式下，使用read()返回0，标志一个文件结束。
c_cc[VSTOP] 默认对应的控制字符是^S，作用是使用tty设备暂停输出直到接收到VSTART控制字符。或者，如果设备了IXANY，则等收到任何字符就开始输出。
c_cc[VSTART] 默认对应的控制字符是^Q，作用是重新开始被暂停的tty设备的输出。
c_cc[VSUSP] 默认对应的控制字符是^Z，使当前的前台进程接收到一个SIGTSTP信号。
c_cc[VEOL]
c_cc[VEOL2] 在标准模式下，这两个下标在行的末尾加上一个换行符（'/n'），标志一个行的结束，从而使用缓冲区中的数据被发送，并开始新的一行。POSIX中没有定义VEOL2。
c_cc[VREPRINT] 默认对应的控制符是^R，在标准模式下，如果设置了本地模式标志ECHO，使用VERPRINT对应的控制符和换行符在本地显示，并且重新打印当前缓冲区中的字符。POSIX中没有定义VERPRINT。
c_cc[VWERASE] 默认对应的控制字符是^W，在标准模式下，删除缓冲区末端的所有空格符，然后删除与之相邻的非空格符，从而起到在一行中删除前一个单词的效果。 POSIX中没有定义VWERASE。
c_cc[VLNEXT] 默认对应的控制符是^V，作用是让下一个字符原封不动地进入缓冲区。如果要让^V字符进入缓冲区，需要按两下^V。POSIX中没有定义 VLNEXT。
3.设置操作函数
以下的一些函数用来设置打开的串口
1.获取属性
int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
一般的在设置属性之前先读出原来的串口信息保存前，因为有些参数我们不用修改使用原值就行
2.设置属性
int tcsetattr(int fd, int optional_actions,const struct termios *termios_p);
功能：设置与终端相关的参数 (除非需要底层支持却无法满足)，使用termios_p 引用的termios 结构
optional_actions指定了什么时候改变会起作用：
TCSANOW：改变立即发生
TCSADRAIN：改变在所有写入fd 的输出都被传输后生效。这个函数应当用于修改影响输出的参数时使用(当前输出完成时将值改变)
TCSAFLUSH ：改变在所有写入fd 引用的对象的输出都被传输后生效，所有已接受但未读入的输入都在改变发生前丢弃(同TCSADRAIN，但会舍弃当前所有值)
3.送break字符
int tcsendbreak(int fd, int duration);
功能：传送连续的0 值比特流，持续一段时间，如果终端使用异步串行数据传输的话。
如果duration 是0，它至少传输 0.25 秒，不会超过 0.5 秒。如果 duration非零，它发送的时间长度由实现定义
4.等待所有输出都被传输
int tcdrain(int fd);
5.刷新IO
int tcflush(int fd, int queue_selector);
功能：丢弃要写入引用的对象，对象由queue_selector 选择：
TCIFLUSH:刷新收到的数据但是不读
TCOFLUSH:刷新写入的数据但是不传送
TCIOFLUSH:同时刷新收到的数据但是不读，并且刷新写入的数据但是不传送
6.挂起
int tcflow(int fd, int action);
功能：挂起 fd 引用的对象上的数据传输或接收，取决于action 的值：
TCOOFF：挂起输出
TCOON ：重新开始被挂起的输出
TCIOFF ：发送一个STOP 字符，停止终端设备向系统传送数据
TCION ：发送一个START 字符，使终端设备向系统传输数据
打开一个终端设备时的默认设置是输入和输出都没有挂起
7.获取输入速度
speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p);
8.获取输出速度
speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p);
9.设置输入速度
int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
10.设置输出速度
int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
11.设置输入输出速度
int cfsetspeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
被用来获取和设置termios 结构中，输入和输出波特率的值。新值不会马上生效，直到成功调用了tcsetattr() 函数。
设置速度为 B0 使得 modem"挂机" 与 B38400 相应的实际比特率可以用setserial(8) 调整。 输入和输出波特率被保存于 termios 结构中
设置termios_p 指向的termios 结构中存储的输出波特率为speed。取值必须是以下常量之一：
B0 B50 B75 B110 B134 B150 B200 B300 B600 B1200 B1800
B2400 B4800 B9600 B19200 B38400 B57600 B115200 B230400
4.数据收发
使用文件IO的读写操作来完成
read();
write();
5.close串口
close(fd);
下边是一个测试程序
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int set_opt(int,int,int,char,int);
int uart_send(int fd,void *buf, int len);
int uart_recv_timeout(void *buf, int len, int timeout_ms);
void main()
{
int fd,ret,i=10;
char *uart3 = "/dev/ttySAC3";
char *buffer = "hello world!\n";
printf("\r\nitop4412 uart3 writetest start\r\n");
if((fd = open(uart3, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY)) < 0)
{
printf("open %s is failed",uart3);
}
else
{
printf("open %s is success\n",uart3);
set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1);
while(i--)
{
ret = uart_send(fd,buffer, strlen(buffer));
if(ret < 0)
printf("write failed\n");
else
{
printf("wr_static is %d\n",ret);
}
sleep(1);
}
}
close(fd);
}
int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
struct termios newtio,oldtio;
/*获取原有串口配置*/
if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) {
perror("SetupSerial 1");
return -1;
}
memset( &newtio, 0, sizeof(newtio) );
/*CREAD 开启串行数据接收，CLOCAL并打开本地连接模式*/
newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
/*设置数据位*/
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
switch( nBits )
{
case 7:
newtio.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag |= CS8;
break;
}
/* 设置奇偶校验位 */
switch( nEvent )
{
case 'O':
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
break;
case 'E':
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
break;
case 'N':
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
break;
}
/* 设置波特率 */
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;
}
/*设置停止位*/
if( nStop == 1 )/*设置停止位；若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB*/
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;/*默认为一位停止位； */
else if ( nStop == 2 )
newtio.c_cflag |= CSTOPB;
/*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*/
newtio.c_cc[VTIME] = 0;/*非规范模式读取时的超时时间；*/
newtio.c_cc[VMIN] = 0;/*非规范模式读取时的最小字符数*/
/*tcflush清空终端未完成的输入/输出请求及数据；TCIFLUSH表示清空正收到的数据，且不读取出来 */
tcflush(fd,TCIFLUSH);
if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
{
perror("com set error");
return -1;
}
// printf("set done!\n\r");
return 0;
}
int uart_send(int fd,void *buf, int len)
{
int ret = 0;
int count = 0;
tcflush(fd, TCIFLUSH);
while (len > 0)
{
ret = write(fd, (char*)buf + count, len);
if (ret < 1)
{
break;
}
count += ret;
len = len - ret;
}
return count;
}
int uart_recv_timeout(void *buf, int len, int timeout_ms)
{
int ret;
size_t rsum = 0;
ret = 0;
fd_set rset;
struct timeval t;
while (rsum < len)
{
t.tv_sec = timeout_ms/1000;
t.tv_usec = (timeout_ms - t.tv_sec*1000)*1000;
FD_ZERO(&rset);
FD_SET(uart_fd, &rset);
ret = select(uart_fd+1, &rset, NULL, NULL, timeout);
if (ret <= 0) {
if (ret == 0)
{
//timeout
return -1;
}
if (errno == EINTR)
{
// 信号中断
continue;
}
return -errno;
}
else
{
ret = read(uart_fd, (char *)buf + rsum, len - rsum);
if (ret < 0)
{
return ret;
}
else
{
rsum += ret;
}
}
}
return rsum;
}