Linux下的串口编程(二)

 


分类:  linux应用层编程  嵌入式开发2011-02-11 08:23  4640人阅读  评论(14)  收藏  举报

Linxu下的串口编程(二)

 

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Author             :tiger-john
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Update-Time   : 2011年2月14日星期一

 

Tiger声明:本人鄙视直接复制本人文章而不加出处的个人或团体,

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前面已经提到过Linux下皆为文件,这当然也包括我们今天的主角àUART0串口。因此对他的一切操作都和文件的操作一样(涉及到了open,read,write,close等文件的基本操作)。

一.Linux下的串口编程又那几部分组成

 

Linux下的串口编程(二)_第1张图片

 

1.    打开串口

2.    串口初始化

3.    读串口或写串口

4.    关闭串口

二.串口的打开

既然串口在linux中被看作了文件,那么在对文件进行操作前先要对其进行打开操作。

1.在Linxu中,串口设备是通过串口终端设备文件来访问的,即通过访问/dev/ttyS0,/dev/ttyS1,/dev/ttyS2这些设备文件实现对串口的访问。

2.调用open()函数来代开串口设备,对于串口的打开操作,必须使用O_NOCTTY参数。

l  O_NOCTTY:表示打开的是一个终端设备,程序不会成为该端口的控制终端。如果不使用此标志,任务一个输入(eg:键盘中止信号等)都将影响进程。

l  O_NDELAY:表示不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止)。

3.打开串口模块有那及部分组成

1>调用open()函数打开串口,获取串口设备文件描述符

2>获取串口状态,判断是否阻塞

3>测试打开的文件描述符是否为终端设备

 

 

Linux下的串口编程(二)_第2张图片

 

 

 

 

4程序:

/*****************************************************************

* 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 (FALSE == fd)

             {

                    perror("Can't Open Serial Port");

                    return(FASLE);

             }

  //判断串口的状态是否为阻塞状态                            

  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;

}

 

 

 

三.串口的初始化

 

1.    在linux中的串口初始化和前面的串口初始化一样。需要设置串口波特率,数据流控制,帧的格式(即数据位个数,停止位,校验位,数据流控制)

2.    串口初始化模块有那几部分组成:

1>.设置波特率

2>设置数据流控制

2>设置帧的格式(即数据位个数,停止位,校验位)

Linux下的串口编程(二)_第3张图片

John哥说明:

1>设置串口参数时要用到termios结构体,因此先要通过函数

tcgettattr(fd,&options)获得串口指向termios结构的指针。

2>通过cfsetispeed函数和cfsetospeed函数用来设置串口的输入/输出波特率。一般情况下,输入和输出波特率相等的。

3>设置数据位可以通过修改termios机构体中c_flag来实现。其中CS5,CS6,CS7,CS8对应数据位的5,6,7,8。在设置数据位时,必须要用CSIZE做位屏蔽。

4>数据流控制是使用何种方法来标志数据传输的开始和结束。

5>在设置完波特率,数据流控制,数据位,校验位,停止位,停止位后,还要设置最小等待时间和最小接收字符。

6>在完成配置后要通过tcsetattr()函数来激活配置。

3.程序:

 

/*******************************************************************

* 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[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,

          B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300 };

     int   name_arr[] = {38400,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300,      38400,  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

    options.c_cflag &= ~CSIZE; //屏蔽其他标志位

    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;

   

    //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

    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_ctrlint 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;

        }

}

 

 

 

 

注:

如果不是开发终端之类的,只是串口传输数据,而不需要串口来处理,那么使用原始模式(Raw Mode)方式来通讯,设置方式如下:

 

options.c_lflag  &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);  /*Input*/

options.c_oflag  &= ~OPOST;   /*Output*/

 

 

 

四.    串口的读写函数:

1.     读写串口是通过使用read函数和write函数来实现的。

2.     程序

 

/*******************************************************************

* 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);

    if(fs_sel)

       {

              len = read(fd,data,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 )

       {

              return len;

       }     

    else   

        {

               

                tcflush(fd,TCOFLUSH);

                return FALSE;

        }

    }

 

五.    关闭串口

在完成对串口设备的操作后,要调用close函数关闭该文件描述符。

程序:

 

/******************************************************

* 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   

* 出口参数:        void

*******************************************************************/

 

void UART0_Close(int fd)

{

    close(fd);

}

一.    一个完整程序

/****************************************Copyright (c)**************************************************
**                                      xi an you dian xue yuan
**                                      graduate school
** XNMS
**                                      WebSite :blog.csdn.net/tigerjb
**--------------File Info-------------------------------------------------------------------------------
** File name: main.c
** Last modified Date:  2011-01-31
** Last Version: 1.0
** Descriptions:
**
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Created by: jibo
** Created date: 2011-06-5
** Version: 1.0
** Descriptions: The original version
**
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:
** Modified date:
** Version:
** Descriptions:
**
********************************************************************************************************/




#include<stdio.h>      
#include<stdlib.h>     
#include<unistd.h>     
#include<sys/types.h>  
#include<sys/stat.h>   
#include<fcntl.h>      
#include<termios.h>    
#include<errno.h>      
#include<string.h>




#define FALSE  -1
#define TRUE   0


int UART_Open(int fd,char* port);
void UART_Close(int fd);
int UART_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity);
int UART_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint ,int databits,int stopbits,char parity);
int UART_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len);
int UART_Send(int fd, char *send_buf,int data_len);


int UART_Open(int fd,char* port)
{

   fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
   if (FALSE == fd){
perror("Can't Open Serial Port");
   return(FALSE);
   }
   if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0){
printf("fcntl failed!\n");
     return(FALSE);
   } else {
        // printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
   }
   if(0 == isatty(STDIN_FILENO)){
   printf("standard input is not a terminal device\n");
         return(FALSE);
   }
   return fd;
}
void UART_Close(int fd)
{
close(fd);
}


int UART_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)

    
     int   i; 
  // int   status; 
   int   speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,
                 B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300 
     };
     int   name_arr[] = {
    38400,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300, 38400,  
               19200,  9600, 4800, 2400, 1200,  300 
   };  
struct termios options; 


if(tcgetattr( fd,&options)  !=  0){  
    perror("SetupSerial 1");     
    return(FALSE);  
     }
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]);   
}
     }  
options.c_cflag |= CLOCAL;
options.c_cflag |= CREAD;
switch(flow_ctrl){
case 0 :
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
break;
     case 1 :
     options.c_cflag |= CRTSCTS;
     break;
     case 2 :
     options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
     break;
}
    
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);
}
switch (parity) {   
case 'n':
     case 'N': 
         options.c_cflag &= ~PARENB;  
         options.c_iflag &= ~INPCK;     
         break;  
     case 'o':   
     case 'O':    
         options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);  
         options.c_iflag |= INPCK;              
         break;  
     case 'e':  
     case 'E':   
         options.c_cflag |= PARENB;        
         options.c_cflag &= ~PARODD;        
         options.c_iflag |= INPCK;       
         break;
     case 's': 
     case 'S': 
         options.c_cflag &= ~PARENB;
         options.c_cflag &= ~CSTOPB;
         break;  
         default:   
         fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");    
         return (FALSE); 
}  
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); 

    
     options.c_oflag &= ~OPOST; 

options.c_cc[VTIME] = 1;    
options.c_cc[VMIN] = 1; 

tcflush(fd,TCIFLUSH);

if(tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0){ 
perror("com set error!\n");   
     return (FALSE);  

return (TRUE);  
}


int UART_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint ,int databits,int stopbits,char parity)
{

if (FALSE == UART_Set(fd,speed,flow_ctrlint,databits,stopbits,parity)) {    
return FALSE;
     } else {
    return  TRUE;
    }
}




int UART_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;
    
    fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);
    if(fs_sel){
    len = read(fd,rcv_buf,data_len);
    return len;
     } else {
return FALSE;
}
}


int UART_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
{
    int ret;
    
    ret = write(fd,send_buf,data_len);
    if (data_len == ret ){
    return ret;
    } else {    
    tcflush(fd,TCOFLUSH);    
    return FALSE;
        
    }
    
}




int main(int argc, char **argv)
{
    int fd = FALSE;        
    int ret;            
    char rcv_buf[512];
    int i;
    if(argc != 2){
    printf("Usage: %s /dev/ttySn \n",argv[0]);
    return FALSE;
    }
    fd = UART_Open(fd,argv[1]); 
    if(FALSE == fd){
    printf("open error\n");
    exit(1); 
    }
    ret  = UART_Init(fd,9600,0,8,1,'N');
    if (FALSE == fd){
    printf("Set Port Error\n");
    exit(1); 
    }
    ret  = UART_Send(fd,"*IDN?\n",6);
    if(FALSE == ret){
    printf("write error!\n");
    exit(1);
    }
    printf("command: %s\n","*IDN?");
    memset(rcv_buf,0,sizeof(rcv_buf));
    for(i=0;;i++)
    {
    ret = UART_Recv(fd, rcv_buf,512);
         if( ret > 0){
     rcv_buf[ret]='\0';
     printf("%s",rcv_buf);
    } else {
    printf("cannot receive data1\n");
            break;
    }
  if('\n' == rcv_buf[ret-1])
  break;
    }
    UART_Close(fd);  
    return 0;
}
   
/*******************************************************************************************************
**                            End Of File
********************************************************************************************************/

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