Linux串口编程实践（转）

Linux串口编程实践

GNU/Linux程序开发

作者：李迟

http://www.latelee.org/programming-under-linux/90-serialport-programming.html 另可参考 参考1：   Linux串口编程详解  http://www.adamjiang.com/pukiwiki/index.php?Linux%E4%B8%B2%E5%8F%A3%E7%BC%96%E7%A8%8B%E8%AF%A6%E8%A7%A3 参考2：   linux串口开发笔记  http://blog.csdn.net/qdhuxp/article/details/1041669 参考3   ：http://blog.csdn.net/tigerjb/article/details/6179291 参考4：http://decimal.blog.51cto.com/1484476/303796

经常有人问我关于Linux平台的串口编程问题，但我一直没有亲自尝试，首先在本本使用的是USB转串口线，不太稳定；二来只有一台PC，不能测试多个串口(以前写MFC串口程序时使用了虚拟串口软件来模拟多个串口)；三来ARM开发板只有区区一个串口(这个用于与PC间通信，对开发板进行操作)。最近，下了决心练习一下。当然，限于实际情况，只能在一个串口下测试，不涉及太高深的知识。 每个类unix系统中的串口设备文件不一样，一般地，Linux中的串口设备文件为/dev/ttySx，其中x为表示串口号的数字，从0开始。即在MS Windows系统中常见的com1、com2，到了Linux中则成了/dev/ttyS0、/dev/ttyS1。Linux的串口使用termios结构体进行配置，这个结构体的成员设置比较麻烦，不像MFC中拖一个控件、设置几个类成员就能解决的，这应该是许多人认为很难的原因。文章不涉及对termios的详细介绍，许多成员、标志也省略，因为文中后面给出的参考资料有详细介绍。同时，文中的“串口”有时与“termios”是同义词。 最基本的串口编程无非涉及下面的几点： 打开串口； 设置串口，如波特率、数位，等； 读/写串口(接收数据、发送数据)； 关闭串口。 一、打开串口 串口的打开需要使用系统调用open， int open_port(int port) {     int fd = -1;  /* File descriptor for the port, we return it. */      int ret;     char device[13] = {0};  /* ??? sizeof("/dev/ttyUSB0")=12 */      if (port < 1 || port > 4)         error_ret("Sorry, the port number must be 1~4.");     if (USB_SERIAL)         sprintf(device, "/dev/ttyUSB%d", port-1);     else         sprintf(device, "/dev/ttyS%d", port-1);     //printf("%s %d\n", device, sizeof(device));      fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);     if (fd == -1)         unix_error_ret("Unable to open the port");      /* block */      ret = fcntl(fd, F_SETFL, 0);     if (ret < 0)         unix_error_ret("fcntl");     ret = isatty(STDIN_FILENO);     if (ret == 0)         error_ret("Standard input is not a terminal device.");     debug_msg("Open the port success!\n");          return fd; } 我们只能打开前面4个串口(如果存在的话)，一般来说足够了。在处理设备文件名称时使用sprintf函数，而不是一一指定文件名称。其中的出错处理函数是自己定义的，可以在在线手册中看到它们的源代码(其实它们是宏定义，不是函数)。  二、关闭串口 串口的关闭十分简单，直接使用系统调用close就可以了。代码如下： int close_port(int fd) {     if(close(fd) < 0)         unix_error_ret("Unable to close the port.");     debug_msg("Close the port success!\n");     return 0; }   三、设置串口参数 串口的设置是最复杂的，先附上完整的代码，之后再简单说一下。 int setup_port(int fd, int speed, int data_bits, int parity, int stop_bits) {     int speed_arr[] = {B115200, B9600, B38400, B19200, B4800};     int name_arr[] = {115200, 9600, 38400, 19200, 4800};     struct termios opt;     int ret=-1;     int i=0;     int len=0;     ret = tcgetattr(fd, &opt); /* get the port attr */      if (ret < 0)         unix_error_ret("Unable to get the attribute");     opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);  /* enable the receiver, set local mode */      opt.c_cflag &= ~CSIZE; /* mask the character size bits*/       /* baud rate */      len = sizeof(speed_arr) / sizeof(int);     for (i = 0; i < len; i++)     {         if (speed == name_arr[i])         {             cfsetispeed(&opt, speed_arr[i]);             cfsetospeed(&opt, speed_arr[i]);         }         if (i == len)             error_ret("Unsupported baud rate.");     }           /* data bits */      switch (data_bits)     {     case 8:         opt.c_cflag |= CS8;         break;     case 7:         opt.c_cflag |= CS7;         break;     default:         error_ret("Unsupported data bits.");     }      /* parity bits */      switch (parity)     {     case 'N':     case 'n':         opt.c_cflag &= ~PARENB;         opt.c_cflag &= ~INPCK;  /* ?? */          break;     case 'O':     case 'o':         opt.c_cflag|=(INPCK|ISTRIP);  /*enable parity check, strip parity bits*/          opt.c_cflag |= (PARODD | PARENB);         break;     case 'E':     case 'e':         opt.c_cflag|=(INPCK|ISTRIP);  /*enable parity check, strip parity bits*/          opt.c_cflag |= PARENB;         opt.c_cflag &= ~PARODD;         break;     default:         error_ret("Unsupported parity bits.");     }      /* stop bits */      switch (stop_bits)     {     case 1:         opt.c_cflag &= ~CSTOPB;         break;     case 2:         opt.c_cflag |= CSTOPB;         break;     default:         error_ret("Unsupported stop bits.");     }      /* raw input */      opt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);      /* raw ouput */      opt.c_oflag &= ~OPOST;     tcflush(fd, TCIFLUSH);     opt.c_cc[VTIME] = 0;  /* no time out */      opt.c_cc[VMIN] = 0;  /* minimum number of characters to read */      ret = tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt);  /* update it now */      if (ret < 0)         unix_error_ret("Unable to setup the port.");     debug_msg("Setup the port OK!\n");     return 0;  /* everything is OK! */  } 首先使用tcgetattr获取串口属性。termios中的成员只能通过“与”("&")、“或”("|")来操作，而不能直接赋值。之后，设置控制标志CLOCAL和CREAD，这两个选项可以保证程序不会变成端口的所有者，而端口所有者必须去处理发散性作业控制和挂断信号，同时还保证了串行接口驱动会读取过来的数据字节。在设置波特率时使用了点小技巧，就将最常用的放到数组的最前面，校验位也是如此。最后设置原始输入/输出，再使用这些属性重新设置串口。  四、读/写串口 这两个操作同样简单，就是使用系统调用read/write就行了。 本来打算使用两个线程进行读写操作的，但不成功，后面用minicom读取数据，而我们的串口程序只负责发送。我是短接串口的2、3脚进行测试的。让我不明白的是，为何这个程序不是独占串口？是不是上面的代码设置了？这些将会随着学习的深入而解决的。 下面是发送数据的线程： void *write_port_thread(void *argc) {     int ret;     int fd;     int i = 3;          fd = (int)argc;     //while (i--)      while (1)     {     debug_msg("writing... ");     ret = write(fd, buf, strlen(buf));          if (ret < 0)         pthread_exit(NULL);     write(fd, "\r\n", 2);     debug_msg("write: %d\n", ret);     sleep(1);     }     pthread_exit(NULL); } 我们的main函数： int main(void) {     int fd;     int ret;          //signal(SIGINT, sig_handle);      fd = open_port(1);           /* open the port(com1) */      if (fd < 0)         exit(0);     ret = setup_port(fd, 115200, 8, 'N', 1);     if (ret<0)         exit(0);     ret = pthread_create(&write_tid, NULL, write_port_thread, (void*)fd);     if (ret < 0)         unix_error_exit("Create write thread error.");     #if 0     ret = pthread_create(&read_tid, NULL, read_port_thread, (void*)fd);     if (ret < 0)         unix_error_exit("Create read thread error.");     #endif     pthread_join(write_tid, NULL);     //pthread_join(read_tid, NULL);      close_port(fd);     return 0; } 下面是测试图示。图1为发送数据，22表示已发送字符串的长度。 图1 图2为minicom接收数据，“Are you going to die?”没别的意思，它是《豪门夜宴》中曾志伟、刘嘉玲、张曼玉唱英文版《香夭》时嘉玲姐唱的第一句歌词，由beyond伴奏。 图2(接收的第4行出现了乱码，说明用镊子短接串口不太稳定) 这次实践也尝试了doxygen，它是一个由源代码生成文档的工具，支持多种语法。我将生成的文档放到了我的网站上，可以去看看，里面有一些设置串口的详细信息，不过，说实话，帮助不太大。 本文的程序完整完代码(包括了doxygen生成的文档)下载：serialport-latelee.org.tar.bz2 参考资料： POSIX操作系统串口编程指南，地址：http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html。如果不能访问，请以“Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems”为关键字搜索。本文有些文字就是来自这个指南的翻译。 Linux下串口编程入门，地址：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-serials/。 本站中文在线手册：http://www.latelee.org/yetanothertest/serialport-html-cn/，请点击“文件”进行查看。 本站英文在线手册：http://www.latelee.org/yetanothertest/serialport-html/，请点击“Files”进行查看