操作外设(《精通Unix下C语言编程与项目实践》之四)
文章试读
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精通Unix下C语言编程与项目实践之四
操作连接串口的外设实例
作者：朱云翔，胡平
8.4.1 操作连接串口的外设
本处以
ZY506SV
密码键盘为实例，讲述外部设备的操作方法。我们首先看看密码键盘的设置命令，如表
8-7
所示：
表
8-7 ZY506SV
密码键盘命令参考
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功能
|
命令
|
操
作
|
备
注
|
|
输入密码
|
82H
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绿灯亮，红灯灭。语音：“您好
,
请输入密码”
|
客户每输入一键，密码键盘就将该键的
ASCII
字符发送给主机。
|
|
再次输入密码
|
81H
|
红灯亮，绿灯灭。语音：“请再输入一次密码”
|
|
|
关闭密码键盘
|
83H
|
关灯，关闭小键盘
|
外设操作可分为打开终端、外设读写和关闭串口等
3
个步骤：
1. 打开终端
串口连接外设和主机，打开了串口终端设备，就开启了主机与外设之间的一道门，开启了它们之间的逻辑联系。
代码
8-3
描述了打开终端设备文件的操作集合，它首先
open
串口终端设置文件，并将串口终端参数设置为：原始模式输入（
~ICANON
）、波特率为
9600
（
B9600
）、每次只接收一个字符（
VMIN=1
；
VQUIT=0
）、不回显字符（
~ECHO
）、输入输出均不进行
CR
和
NL
转换（
~ICRNL
；
~ONLCR
）和字符处理后不延时输出（
TAB0
；
OPOST
）。
注意，设置终端参数时切记备份原有终端设置；参数
devname
记录了设备文件名称，打开串口时可传入字符串“
/dev/tty1a
”等，不同的
Unix
系统的设备文件名略有不同。
代码
8-3
打开设备文件函数（节自
/code/chapter8/term2.c
）
int OpenTTY(char *devname)
{
int fd;
if((fd=open(devname,O_RDWR))==-1)
{
fprintf(stderr, "
打开终端
[%s]
出错
!", devname);
return(-1);
}
if((ioctl(fd, TCGETA, &oldtty))==-1)
{
fprintf(stderr, "
取终端
[%s]
参数出错
!", devname);
close(fd);
return(-1);
}
newtty=oldtty;
newtty.c_iflag &= ~ICRNL;
newtty.c_oflag = newtty.c_oflag & ~ONLCR & TAB0 | OPOST;
newtty.c_lflag = newtty.c_lflag & ~ICANON & ~ECHO;
newtty.c_cflag |= B9600;
newtty.c_cc[VMIN]=1;
newtty.c_cc[VQUIT]=0;
if((ioctl(fd, TCSETA, &newtty)) == -1)
{
fprintf(stderr, "
设置终端
[%s]
参数出错
!", devname);
close(fd);
return(-1);
}
return(fd);
}
2. 外设读写
直接向打开的串口设备文件中执行
read
或
write
操作。
例
1.
密码键盘执行“输入密码”命令。已知
fd
是打开的设备文件描述符，且已经完成终端参数设置。
答：向文件
fd
中写入数据“
0x82
”。如代码
8-4
所示：
代码
8-4
写入“输入密码”命令（节自
/code/chapter8/term2.c
）
void InputSe(int fd)
{
char buf[3];
buf[0] = 0x82;
buf[1] = 0;
write(fd, buf, 1);
}
例
2.
读取密码键盘输入（长度为
6
字符）。已知
fd
是打开的设备文件描述符，已经完成终端参数设置，并且向密码键盘发出了输入密码命令。
答：从文件
fd
中读取
6
个字符即可。如代码
8-5
所示：
代码
8-5
外设输入（节自
/code/chapter8/term2.c
）
int ReadFromSe(int fd, char *buf, int len)
{
int i = 0;
buf[0] = 0;
while (i < len)
{
read(fd,&buf[i],1);
buf[i] &= 0x7f;
i++;
}
buf[i]=0;
return(i);
}
理论上，函数
ReadFromSe
中还应该加上输入有效性判断和超时处理：只读取密码键盘中输入的数字和回车符，忽略其它错误性输入；长时间未接收密码键盘输入时，函数应该自动退出。这些完善性工作，留给读者完成。
例
3.
密码键盘执行“关闭密码键盘”命令。已知
fd
是打开的设备文件描述符，且已经完成终端参数设置。
答：向文件
fd
中写入数据“
0x83
”。如代码
8-6
所示：
代码
8-6
写入“关闭密码键盘”命令（节自
/code/chapter8/term2.c
）
void CloseSe(int fd)
{
char buf[3];
buf[0] = 0x83;
buf[1] = 0;
write(fd, buf, 1);
}
3. 关闭终端
恢复终端参数设置后关闭文件描述符。如代码
8-7
所示：
代码
8-7
关闭外设和串口文件（节自
/code/chapter8/term2.c
）
int CloseTTY(int fd)
{
if((ioctl(fd, TCSETA, &oldtty))==-1 )
{
fprintf(stderr, "
设置终端参数出错
!");
close(fd);
return(-1);
}
close(fd);
return(0);
}
实例
为了理解外设的基本用法，本处设计一个使用密码键盘的例子，如代码
8-8
所示：
代码
8-8
密码键盘使用实例（节自
/code/chapter8/term2.c
）
#include <unistd.h>
#include <termio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
struct termio oldtty, newtty;
void main()
{
int fd;
char buf[10];
memset(buf, 0, sizeof(buf));
if ((fd = OpenTTY("/dev/tty1a")) == -1) return;/*
打开串口
1 */
InputSe(fd); /*
发布”输入密码“命令
*/
ReadFromSe(fd, buf, 6); /*
读取密码键盘输入
*/
fprintf(stderr, "input [%s]\n", buf); /*
显示输入数据
*/
CloseSe(fd); /*
关闭密码键盘
*/;
CloseTTY(fd); /*
关闭串口设备
*/
}
编译和运行代码
8-8
：
# make term2
cc -O -o term2 term2.c
# ./term2 /*
密码键盘提示：您好，请输入密码。用户输入密码
123456 */
123456 /*
回显输入的密码数据
*/
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