select/termios

从网上收集的一些linux串口通信资料，非常有用。源地址不详～请见谅

6 select函数

select（I/O多工机制）
表头文件
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

定义函数
int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);

函数说明
select()用来等待文件描述符状态的改变。若状态改变则该函数返回。参数n代表最大的文件描述符加1，参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述符组，是用来回传该描述符的读，写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述符组的方式:
fd_set set;
　　 FD_ZERO(&set); /* 将set清零使集合中不含任何fd*/
　　 FD_SET(fd, &set); /* 将fd加入set集合 */
　　 FD_CLR(fd, &set); /* 将fd从set集合中清除 */
　　 FD_ISSET(fd, &set); /* 测试fd是否在set集合中*/
参数
　　使用select函数的过程一般是：
　　先调用宏FD_ZERO将指定的fd_set清零，然后调用宏FD_SET将需要测试的fd加入fd_set，接着调用函数select测试fd_set中的所有fd，最后用宏FD_ISSET检查某个fd在函数select调用后，相应位是否仍然为1。
timeout为结构timeval，用来设置select()的等待时间，其结构定义如下
struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};
错误代码
执行成功则返回文件描述符状态已改变的个数，如果返回0代表在描述符状态改变前已超过timeout时间，当有错误发生时则返回-1，错误原因存于errno，此时参数readfds，writefds，exceptfds和timeout的值变成不可预测。timeout为NULL时表示阻塞，直到有数据才返回。
EBADF 文件描述符为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足

6 读串口是通过read函数来完成的

read函数

头文件

#include

函数原型

ssize_t read(int filedes, void *buff, size_t nbytes);

参数

int filedes - 文件描述符

void *buff - 存储读取数据的数据缓冲区

size_t nbytes - 需要读取的字节数

返回值

ssize_t - 成功读取返回读取的字节数，否则返回-1

注意，在对串口进行读取操作的时候，如果是使用的RAW模式，每个read系统调用将返回当前串行输入缓冲区中存在的字节数。如果没有数据，将会一致阻塞到有字符达到或者间隔时钟到期，或者发生错误。如果想使read函数在没有数据的时候立即返回则可以使用fcntl函数来设置文件访问属性。例如：

fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY); ］

这样设置后，当没有可读取的数据时，read函数立即返回0。

通过fcntl(fd, F_SETFL, 0)可以设置回一般状态。

例如：从终端读取5个字节的应答数据

int nRead; /* 从终端读取的字节数 */

char buffer[256]; /* 接收缓冲区 */

nRead = read(fd, buffer, 5);

if(nRead == -1)

{

fprintf(stderr, "Read answer message error.\n");

}

八、终端配置

8.1 POSIX终端接口

大多数系统都支持POSIX终端接口，POSIX终端通过一个termios结构来进行控制，该结构定义在termios.h文件中。

termios结构

struct termios

{

tcflag_t c_iflag; /* 输入选项标志 */

tcflag_t c_oflag; /* 输出选项标志 */

tcflag_t c_cflag; /* 控制选项标志 */

tcflag_t c_lflag; /* 本地选项标志 */

cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制特性 */

};

c_iflag成员

Flag Description

GNBRK 忽略输入中的BREAK状态

BRKINT 如果设置了IGNBRK，将忽略BREAK。如果没有设置，但是设置了BRKINT，那么BREAK将使得输入和输出队列被刷新，如果终端是一个前台进程组的控制终端，这个进程组中所有进程将收到SIGINT信号。如果既未设置IGNBRK也未设置BRKINT，BREAK将视为NUL同义字符，除非设置了PARMRK，这种情况下被视为序列\377\0\0

IGNPAR 忽略桢错误和奇偶校验错误

PARMRK 如果没有设置IGNPAR，在有奇偶校验错误或者桢错误的字符前插入\377\0。如果既没有设置IGNPAR也没有设置PARMRK，将所有奇偶校验错误或者桢错误的字符视为\0。

INPCK 启用输入奇偶校验检测。

ISTRIP 去掉第八位。

INLCR 将输入的NL翻译为CR。

IGNCR 忽略输入中的回车。

ICRNL 将输入中的回车翻译为新行字符（除非设置了IGNCR）。

IUCLC （不属于POSIX）将输入中的大写字母映射为小写字母。

IXON 启用输出的XON/XOFF流控制

IXANY （不属于POSIX。1；XSI）允许任何字符来重新开始输出。

IXOFF 启用输入的XON/XOFF流控制

IMAXBEL （不属于POSIX）当输入队列满时响铃。LINUX没有实现该位，总是将其视为已设置。

 

c_oflag成员

Flag Description

OPOST 启用具体实现自行定义的输出。

OLCUC （不属于POSIX）将输出中的小写字母映射为大写字母。

ONLCR （XSI）将输出中的新行符映射为回车-换行

OCRNL 将输出中的回车映射为新行符。

ONOCR 不在第0列输出回车。

ONLRET 不输出回车。

OFILL 发送填充字符作为延时。

OFDEL （不属于POSIX）填充字符是ASCII DEL（0177）。如果不设置填充字符则是ASCII NUL。

NLDLY 新行延时掩码。取值为NL0和NL1。

CRDLY 回车延时掩码。取值为CR0,CR1,CR2或CR3。

TABDLY 水平跳格延时掩码。取值为TAB0,TAB1,TAB2,TAB3（或XTABS）。取值为TAB3,即XTABS，将扩展跳格为空格（每个跳格符填充8个空格）。

BSDLY 回车延时掩码。取值为BS0或BS1.（从来没有被实现）

VTDLY 竖直跳格掩码。取值为VT0或VT1。

FFDLY 进表延时掩码。取值为FF0或者FF1。

c_cflag成员

Flag Description

CBAUD （不属于POSIX）波特率掩码（4+1位）。

CBAUDEX （不属于POSIX）扩展的波特率掩码（1位），包含在CBAUD中。

CSIZE 字符长度掩码。取值为CS5,CS6,CS7或CS8。

CSTOPB 设置两个停止位。

CREAD 打开接受者。

PARENB 允许输出产生奇偶信息以及输入的奇偶校验。

PARODD 输入和输出是奇校验

HUPCL 在最后一个进程关闭设备后，降低MODEM控制线（挂断）。

CLOCAL 忽略MODEM控制线。

LOBLK （不属于POSIX）从非当前SHELL层阻塞输出（用于sh1）。

CIBAUD （不属于POSIX）输入速度的掩码。CIBAUD各位的值与CBAUD各位相同，左移了IBSHIFT位。

CRTSCTS （不属于POSIX）启用RTS/CTS（硬件）控制流。

 

c_lflag成员

Flag Description

ISIG 当接收到字符INTR，QUIT，SUSP或DSUSP时，产生相应的信号。

XCASE （不属于POSIX；LINUX下不支持）如果同时设置了ICANON，终端只有大写。输入被转换为小写，除了以\前缀的字符。输出时，大写字符被前缀\，小写字符被转换成大写。

ECHO 回显输入字符。

ECHOE 如果同时设置了ICANON，字符ERASE擦除前一个输入字符，WERASE擦除前一个词。

ECHOK 如果同时设置了ICANON，字符KILL删除当前行。

ECHONL 如果同时设置了ICANON，回显字符NL，即使没有设置ECHO。

ECHOCTL （不属于POSIX）如果同时设置了ECHO，除了TAB，NL，START和STOP之外的ASCII控制信号被回显为^x，这里X是比控制信号大0x40的ASCII码。例如字符0x08(BS)被回显为^H。

ECHOPRT （不属于POSIX）如果同时设置了ICANON和IECHO，字符在删除的同时被打印。

ECHOKE （不属于POSIX）如果同时设置了ICANON，回显KILL时将删除一行中的每个字符，如同指定了ECHOE和ECHORPT一样。

DEFECHO （不属于POSIX）只在一个进程读的时候回显。

FLUSHO （不属于POSIX；LINUX不支持）输出被刷新。这个标志可以通过键入字符DISCARD来打开和关闭。

NOFLSH 禁止产生SIGINT，SIGQUIT和SIGSUSP信号时刷新输入和输出队列。

TOSTOP 向试图写控制终端的后台进程组发送SIGTTOU信号。

PENDIN （不属于POSIX；LINUX不支持）在读入一个字符时，输入队列中的所有字符被重新输出。（bash用他来处理typeahead）。

IEXTEN 启用实现自定义的输入处理。这个标志必须与ICANON同时使用，才能解释特殊字符EOL2,LNEXT，REPRINT和WERASE，IUCLC标志才有效。

c_cc数组成员 VTIME和VMIN是两个很重要的成员。

options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时

options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/

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。

Struct{

输入模式标记*/

输出模式标记*/

控制模式标记*/

本地模式标记*/

cc_t c_line; /*线路规程*/

控制符号*/

其中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unsigned char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。
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。

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。

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。

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。

这两个参数之间关系的比较复杂，若VTIME为0，VMIN不为0，则表示read()函数直到读到VMIN个字符才返回；若VMIN为0，VTIME不为0，则表示即使没有数据可读，read()函数返回前也要等待VTIME时间。

8.2设置波特率

对于波特率的设置通常使用cfsetospeed和cfsetispeed函数来完成。获取波特率信息是通过cfgetispeed和cfgetospeed函数来完成的。

cfsetospeed函数

头文件:

#include

函数原型:

int cfsetospeed(struct termios *termptr, speed_t speed);

参数：

struct termios *termptr - 指向termios结构的指针

speed_t speed - 需要设置的输出波特率

返回值：

如果成功返回0,否则返回-1

cfsetispeed函数

头文件：

#include

函数原型:

int cfsetispeed(struct termios *termptr, speed_t speed);

参数:

struct termios *termptr - 指向termios结构的指针

speed_t speed - 需要设置的输入波特率

返回值：

如果成功返回0,否则返回-1

cfgetospeed函数

头文件：

#include

函数原型：

speed_t cfgetospeed(const struct termios *termptr);

参数:

const struct termios - 指向termios结构的指针

返回值：

返回输出波特率

cfgetispeed函数

头文件：

#include

函数原型:

speed_t cfgetispeed(const struct termios *termptr);

参数:

const struct termios *termptr - 指向termios结构的指针

返回值：

返回输入波特率

波特率常量：

CBAUD 掩码

B0 0波特

B50 50波特

B75 75波特

B110 100波特

B134 134波特

B150 150波特

B200 200波特

B300 300波特

B600 600波特

B1200 1200波特

B1800 1800波特

B2400 2400波特

B9600 9600波特

B19200 19200波特

B38400 38400波特

B57600 57600波特

B115200 115200波特

8.3设置字符大小

设置字符的大小通过设置c_cflag标志位来实现的。

例如：

option.c_cflag &= ~CSIZE;

option.c_cflag |= CS7;

8.4设置奇偶校验

对于奇偶校验是需要手工设置的，常用的设置方式如下：

No parity (8N1):

options.c_cflag &= ~PARENB

options.c_cflag &= ~CSTOPB

options.c_cflag &= ~CSIZE;

options.c_cflag |= CS8;

Even parity (7E1):

options.c_cflag |= PARENB

options.c_cflag &= ~PARODD

options.c_cflag &= ~CSTOPB

options.c_cflag &= ~CSIZE;

options.c_cflag |= CS7;

Odd parity (7O1):

options.c_cflag |= PARENB

options.c_cflag |= PARODD

options.c_cflag &= ~CSTOPB

options.c_cflag &= ~CSIZE;

options.c_cflag |= CS7;

Space parity is setup the same as no parity (7S1):

options.c_cflag &= ~PARENB

options.c_cflag &= ~CSTOPB

options.c_cflag &= ~CSIZE;

options.c_cflag |= CS8;

8.5获取和设置终端属性

设置和获取终端控制属性是通过tcgetattr和tcsetattr两个函数来完成的

tcgetattr函数

头文件:

#include

函数原型:

int tcgetattr(int filedes, struct termios *termptr);

参数：

int filedes - 文件描述符

struct termiso *termptr - 指向termios结构的指针，

返回值:

如果成功返回0,否则返回-1

tcsetattr函数

头文件:

#include

函数原型：

int tcsetattr(int filedes, int opt, const struct termios *termptr);

参数：

int filedes - 文件描述符

int opt - 选项值，可以为下面三个值之一

TCSANOW - 不等数据传输完毕就改变属性

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并且是设置属性

const struct termios *termptr - 指向termios结构的指针，

返回值：

成功返回0,否则返回-1

九、常用设置

9.1设置规范模式

规范模式是面向行的输入方式，输入字符被放入用于和用户交互可以编辑的缓冲区内，直接到读入回车或者换行符号时才结束。

可以通过如下方式来设置

option.c_lflag |= (ICANON | ECHO | ECHOE);

9.2设置原始输入模式

原始输入模式是没有处理过的，当接收数据时，输入的字符在它们被接收后立即被传送，使用原始输入模式时候，一般可以选择取消ICANON，ECHO，ECHOE和ISIG选项。

例如：

option.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE);

9.3设置输入奇偶选项

当激活c_cflag中的奇偶校验后，应该激活输入的奇偶校验。与之相关的标志有INPCK，IGNPAR，PARMRK和ISTRIP。一般是通过选择INPCK和ISTRIP激活检验和移除奇偶位。

例如：

option.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

9.4设置软件控制流

软件控制流通过IXON，IXOFF和IXANY标志来设置

例如：

option.c_iflag |=(IXON | IXOFF | IXANY);

9.5选择预处理输出

通过OPOST标志来设置预处理的输出

例如：

option.c_oflag |= OPOST;

9.6选择原始数据输出

原始数据的输出通过设置c_oflag的OPOST标志

例如:

option.c_oflag &= ~OPOST;

9.7设置软件流控制字符

软件流控制字符是通过c_cc数组中的VSTART和VSTOP来设置的，一般来说，它们应该被设置城DC1（021八进制）和DC3（023八进制），分别表示ASCII码的XON和XOFF字符。

9.8设置读超时

c_cc数组中的VMIN指定了最少读取的字符数，如果设置为0,那么VTIME就指定了读取每个字符的等待时间。VTIME是以1/10秒为单位指定接收字符的超时时间的，如果VTIME设置为0,而端口没有用open或者fcntl设置为 NONBLOCK，那么read操作将会阻塞不确定的时间。