Linux下串口收发通信
Linux下编程的过程有些固定，很多都是比如打开、配置、关闭等等
串口通信流程：打开串口ttySn--->初始化串口--->读写（read、write）--->关闭串口
最合适的指导书：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-serials/
串口设置
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 struct termios 结构体的各成员值。
struct termio
{ unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志 */
unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志 */
unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/
unsigned short c_lflag; /* local mode flags */
unsigned char c_line; /* line discipline */
unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */
};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以下代码通过测试
串口.h文件 usart.h
/*********************************************************************************
* Copyright: (C) 2018 Yujie
* All rights reserved.
*
* Filename: usart.h
* Description: 串口配置
*
* Version: 1.0.0(08/27/2018)
* Author: yanhuan
* ChangeLog: 1, Release initial version on "08/23/2018 17:28:51 PM"
*
********************************************************************************/
#ifndef _USART_H
#define _USART_H
//串口相关的头文件
#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*/
#include
//宏定义
#define FALSE -1
#define TRUE 0
int UART0_Open(int fd,char*port);
void UART0_Close(int fd) ;
int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity);
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity) ;
int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len);
int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len);
#endif 串口.c文件 usart.c
/*********************************************************************************
* Copyright: (C) 2018 Yujie
* All rights reserved.
*
* Filename: usart.c
* Description: 串口配置
*
* Version: 1.0.0(08/27/2018)
* Author: yanhuan
* ChangeLog: 1, Release initial version on "08/23/2018 17:28:51 PM"
*
********************************************************************************/
#include"usart.h"
/*******************************************************************
*名称： UART0_Open
*功能： 打开串口并返回串口设备文件描述
*入口参数： fd 文件描述符
port 串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
*出口参数：正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Open(int fd,char*port)
{
fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (fd<0)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(FALSE);
}
//恢复串口为阻塞状态
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
{
printf("fcntl failed!\n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
}
//测试是否为终端设备
if(0 == isatty(STDIN_FILENO))
{
printf("standard input is not a terminal device\n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("isatty success!\n");
}
printf("fd->open=%d\n",fd);
return fd;
}
/*******************************************************************
*名称： UART0_Close
*功能： 关闭串口并返回串口设备文件描述
*入口参数： fd 文件描述符
port 串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
*出口参数：void
*******************************************************************/
void UART0_Close(int fd)
{
close(fd);
}
/*******************************************************************
*名称： UART0_Set
*功能： 设置串口数据位，停止位和效验位
*入口参数： fd 串口文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 数据流控制
* databits 数据位 取值为 7 或者8
* stopbits 停止位 取值为 1 或者2
* parity 效验类型 取值为N,E,O,,S
*出口参数：正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{
int i;
int status;
int speed_arr[] = { B115200, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300};
int name_arr[] = {115200, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300};
struct termios options;
/* tcgetattr(fd,&options)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数还可以测试配置是否正确，
该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1. */
if( tcgetattr( fd,&options) != 0)
{
perror("SetupSerial 1");
return(FALSE);
}
//设置串口输入波特率和输出波特率
for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++)
{
if (speed == name_arr[i])
{
cfsetispeed(&options, speed_arr[i]);
cfsetospeed(&options, speed_arr[i]);
}
}
//修改控制模式，保证程序不会占用串口
options.c_cflag |= CLOCAL;
//修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据
options.c_cflag |= CREAD;
//设置数据流控制
switch(flow_ctrl)
{
case 0 ://不使用流控制
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
break;
case 1 ://使用硬件流控制
options.c_cflag |= CRTSCTS;
break;
case 2 ://使用软件流控制
options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
break;
}
//设置数据位
//屏蔽其他标志位
options.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits)
{
case 5 :
options.c_cflag |= CS5;
break;
case 6 :
options.c_cflag |= CS6;
break;
case 7 :
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported data size\n");
return (FALSE);
}
//设置校验位
switch (parity)
{
case 'n':
case 'N': //无奇偶校验位。
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_iflag &= ~INPCK;
break;
case 'o':
case 'O'://设置为奇校验
options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case 'e':
case 'E'://设置为偶校验
options.c_cflag |= PARENB;
options.c_cflag &= ~PARODD;
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case 's':
case 'S': //设置为空格
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");
return (FALSE);
}
// 设置停止位
switch (stopbits)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB; break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB; break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n");
return (FALSE);
}
//修改输出模式，原始数据输出
options.c_oflag &= ~OPOST;
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
//options.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON);
//设置等待时间和最小接收字符
options.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */
options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 */
//如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取 刷新收到的数据但是不读
tcflush(fd,TCIFLUSH);
//激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中）
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
{
perror("com set error!\n");
return (FALSE);
}
return (TRUE);
}
/*******************************************************************
*名称： UART0_Init()
*功能： 串口初始化
*入口参数： fd 文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 数据流控制
* databits 数据位 取值为 7 或者8
* stopbits 停止位 取值为 1 或者2
* parity 效验类型 取值为N,E,O,,S
*
*出口参数：正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{
int err;
//设置串口数据帧格式
if (UART0_Set(fd,115200,0,8,1,'N') == FALSE)
{
return FALSE;
}
else
{
return TRUE;
}
}
/*******************************************************************
* 名称： UART0_Recv
* 功能： 接收串口数据
* 入口参数： fd 文件描述符
* rcv_buf 接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中
* data_len 一帧数据的长度
* 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len)
{
int len,fs_sel;
fd_set fs_read;
struct timeval time;
FD_ZERO(&fs_read);
FD_SET(fd,&fs_read);
time.tv_sec = 10;
time.tv_usec = 0;
//使用select实现串口的多路通信
fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);
printf("fs_sel = %d\n",fs_sel);
if(fs_sel)
{
len = read(fd,rcv_buf,data_len);
return len;
}
else
{
return FALSE;
}
}
/********************************************************************
* 名称： UART0_Send
* 功能： 发送数据
* 入口参数： fd 文件描述符
* send_buf 存放串口发送数据
* data_len 一帧数据的个数
* 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
{
int len = 0;
len = write(fd,send_buf,data_len);
if (len == data_len )
{
printf("send data is %s\n",send_buf);
return len;
}
else
{
tcflush(fd,TCOFLUSH);
return FALSE;
}
} 串口测试函数 usart_test.c
/*********************************************************************************
* Copyright: (C) 2018 Yujie
* All rights reserved.
*
* Filename: usart_test.c
* Description: 串口测试
*
* Version: 1.0.0(08/27/2018)
* Author: yanhuan
* ChangeLog: 1, Release initial version on "08/23/2018 17:28:51 PM"
*
********************************************************************************/
#include "usart.h"
#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*/
#include
int main(int argc, char **argv)
{
int fd = -1; //文件描述符，先定义一个与程序无关的值，防止fd为任意值导致程序出bug
int err; //返回调用函数的状态
int len;
int i;
char rcv_buf[256];
char send_buf[256];
if(argc != 3)
{
printf("Usage: %s /dev/ttySn 0 #(send data)\n",argv[0]);
printf("Usage: %s /dev/ttySn 1 #1(receive data)\n",argv[0]);
printf("open failure : %s\n", strerror(errno));
return FALSE;
}
fd = UART0_Open(fd,argv[1]); //打开串口，返回文件描述符
// fd=open("dev/ttyS1", O_RDWR);
//printf("fd= \n",fd);
do
{
err = UART0_Init(fd,115200,0,8,1,'N');
printf("Set Port Exactly!\n");
sleep(1);
}while(FALSE == err || FALSE == fd);
if(0 == strcmp(argv[2],"0")) //开发板向pc发送数据的模式
{
fgets(send_buf,256,stdin); //输入内容，最大不超过40字节，fgets能吸收回车符，这样pc收到的数据就能自动换行
for(i = 0;i < 10;i++)
{
len = UART0_Send(fd,send_buf,40);
if(len > 0)
printf(" %d time send %d data successful\n",i,len);
else
printf("send data failed!\n");
sleep(1);
}
UART0_Close(fd);
}
else //开发板收到pc发送的数据的模式
{
while (1) //循环读取数据
{
len = UART0_Recv(fd, rcv_buf,sizeof(rcv_buf));
if(len > 0)
{
rcv_buf[len] = '\0';
printf("receive data is %s\n",rcv_buf);
}
else
{
printf("cannot receive data\n");
}
sleep(1);
}
UART0_Close(fd);
}
} 串口编译 makefile
CC=arm-linux-gcc
all:
CC *.c -o usart
clear:
rm usart程序在开发板上运行，打开对应的串口；另一端接在串口调试助手，打开串口调试助手。
程序可以改进很多，同时读写、select设置非阻塞、数据结构优化等等，等有时间会改进。
对于两块开发板之间的通信，可以把程序修改成select同时读写，注意是用pc上的gcc还是arm上的交叉编译，还要注意串口线的RX和TX接线。