1. tty(终端设备的统称):
tty一词源于Teletypes,或者teletypewriters,原来指的是电传打字机,是通过 串行线用打印机键盘通过阅读和发送信息的东西,后 来这东西被键盘与显示器取代,所以现在叫终端比较合适。
终端是一种字符型设备,它有多种类型, 通常使用tty来简称各种类型的终端设备。
2. pty(虚拟终端):
但是如果我们远程telnet到主机或使用xterm时不也需要一个终端交互么?是的,这就是虚拟终端 pty(pseudo-tty)
3. pts/ptmx(pts/ptmx结合使用,进而实现pty):
pts(pseudo-terminal slave)是pty的实现方法,与ptmx(pseudo-terminal master)配合使用实现pty。
Linux终端:
在Linux系统的设备特殊文件目录/dev/下,终端特殊设备文件一般有以 下几种:
1、串行端口终端(/dev/ttySn)
串行端口终端(Serial Port Terminal)是使用计算机串行端口连接的终端设备。计算机把每个串行端口都看作是一个字符设备。有段时间这些串行端口设备通常被称为终端设备,因为 那时它的最大用途就是用来连接终端。这些串行端口所对应的设备名称是/dev/tts/0(或/dev/ttyS0), /dev/tts/1(或/dev/ttyS1)等,设备号分别是(4,0), (4,1)等,分别对应于DOS系统下的COM1、COM2等。若要向一个端口发送数据,可以在命令行上把标准输出重定向到这些特殊文件名上即可。例如, 在命令行提示符下键入:echo test > /dev/ttyS1会把单词”test”发送到连接在ttyS1(COM2)端口的设备上。可接串口来实验。
2、伪终 端(/dev/pty/)
伪终端(Pseudo Terminal)是成对的逻辑终端设备(即master和slave设备, 对master的操作会反映到slave上)。
例如/dev/ptyp3和/dev/ttyp3(或者在设备文件系统中分别是/dev/pty /m3和 /dev/pty/s3)。它们与实际物理设备并不直接相关。如果一个程序把ptyp3(master设备)看作是一个串行端口设备,则它对该端口的读/ 写操作会反映在该逻辑终端设备对应的另一个ttyp3(slave设备)上面。而ttyp3则是另一个程序用于读写操作的逻辑设备。
这 样,两个程序就可以通过这种逻辑设备进行互相交流,而其中一个使用ttyp3的程序则认为自己正在与一个串行端口进行通信。这很象是逻辑设备对之间的管道 操作。对于ttyp3(s3),任何设计成使用一个串行端口设备的程序都可以使用该逻辑设备。但对于使用ptyp3的程序,则需要专门设计来使用 ptyp3(m3)逻辑设备。
例如,如果某人在网上使用telnet程序连接到你的计算机上,则telnet程序就可能会开始连接到设备 ptyp2(m2)上(一个伪终端端口上)。此时一个getty程序就应该运行在对应的ttyp2(s2)端口上。当telnet从远端获取了一个字符 时,该字符就会通过m2、s2传递给 getty程序,而getty程序就会通过s2、m2和telnet程序往网络上返回”login:”字符串信息。这样,登录程序与telnet程序就通 过“伪终端”进行通信。通过使用适当的软件,就可以把两个甚至多个伪终端设备连接到同一个物理串行端口上。
在使用设备文件系统 (device filesystem)之前,为了得到大量的伪终端设备特殊文件,使用了比较复杂的文件名命名方式。因为只存在16个ttyp(ttyp0—ttypf) 的设备文件,为了得到更多的逻辑设备对,就使用了象q、r、s等字符来代替p。例如,ttys8和ptys8就是一个伪终端设备对。不过这种命名方式目前 仍然在RedHat等Linux系统中使用着。
但Linux系统上的Unix98并不使用上述方法,而使用了”pty master”方式,例如/dev/ptm3。它的对应端则会被自动地创建成/dev/pts/3。这样就可以在需要时提供一个pty伪终端。目录 /dev/pts是一个类型为devpts的文件系统,并且可以在被加载文件系统列表中看到。虽然“文件”/dev/pts/3看上去是设备文件系统中的 一项,但其实它完全是一种不同的文件系统。
即: TELNET ---> TTYP3(S3: slave) ---> PTYP3(M3: master) ---> GETTY
=========================================================================
实 验:
1、在X下打开一个或N个终端窗口
2、#ls /dev/pt*
3、关闭这个X下的终端窗口,再次运行;比较两次输出信息就 明白了。
在RHEL4环境下: 输出为/dev/ptmx /dev/pts/1存在一(master)对多(slave)的情况
=========================================================================
3、 控制终端(/dev/tty)
如 果当前进程有控制终端(Controlling Terminal)的话,那么/dev/tty就是当前进程的控制终端的设备特殊文件。可以使用命令”ps –ax”来查看进程与哪个控制终端相连。对于你登录的shell,/dev/tty就是你使用的终端,设备号是(5,0)。使用命令”tty”可以查看它 具体对应哪个实际终端设备。/dev/tty有些类似于到实际所使用终端设备的一个联接。
4、控制台终端 (/dev/ttyn, /dev/console)
在Linux 系统中,计算机显示器通常被称为控制台终端 (Console)。它仿真了类型为Linux的一种终端(TERM=Linux),并且有一些设备特殊文件与之相关联:tty0、tty1、tty2 等。当你在控制台上登录时,使用的是tty1。使用Alt+[F1—F6]组合键时,我们就可以切换到tty2、tty3等上面去。tty1–tty6等 称为虚拟终端,而tty0则是当前所使用虚拟终端的一个别名,系统所产生的信息会发送到该终端上。因此不管当前正在使用哪个虚拟终端,系统信息都会发送到 控制台终端上。你可以登录到不同的虚拟终端上去,因而可以让系统同时有几个不同的会话期存在。只有系统或超级用户root可以向 /dev/tty0进行写操作 即下例:
1、# tty(查看当前TTY)
/dev/tty1
2、#echo "test tty0" > /dev/tty0
test tty0
5 虚拟终端(/dev/pts/n)
在 Xwindows模式下的伪终端.
6 其它类型
Linux系统中还针对很多不同的字 符设备存在有很多其它种类的终端设备特殊文件。例如针对ISDN设备的/dev/ttyIn终端设备等。这里不再赘述。
FAQ: 终端和控制台
RROM:http://blog.footoo.org/?p=73
Posted on Tuesday, November 28th, 2006 by CLIFF
吴晋 ([email protected])
FoOTOo OpenSource Lab
由于在很多朋友对终端的概念一直不是很清楚,因此写了这个FAQ,希望能够帮助大家理解这些概念。不妥之 处,还请大家来信指出。
Q:/dev/console 是什么?
A:/dev/console即控制台,是与操作系统交 互的设备,系统将一些信息直接输出到控制台上。目前只有在单用户模式下,才允许用户登录控制台。
Q:/dev/tty是什么?
A:tty 设备包括虚拟控制台,串口以及伪终端设备。
/dev /tty代表当前tty设备 ,在当前的终端中输入 echo “hello” > /dev/tty ,都会直接显示在当前的终端中。
Q:/dev/ttyS*是什么?
A:/dev/ttyS*是串行终端设备。
Q:/dev/pty*是什么?
A:/dev/pty*即伪终端,所谓伪终端是逻辑上的终端设备,多用于模拟终端程序。例 如,我们在X Window下打开的终端,以及我们在Windows使用telnet 或ssh等方式登录Linux主机,此时均在使用pty设备(准确的说应该pty从设备)。
Q:/dev/tty0与/dev/tty1 …/dev/tty63是什么?它们之间有什么区别?
A:/dev/tty0代表当前虚拟控制台,而/dev/tty1等代表第一个虚 拟控制台,例如当使用ALT+F2进行切换时,系统的虚拟控制台为 /dev/tty2 ,当前的控制台则指向/dev/tty2
Q:如 何确定当前所在的终端(或控制台)?
A:使用tty命令可以确定当前的终端或者控制台。
Q:/dev/console是 到/dev/tty0的符号链接吗?
A: 目前的大多数文本中都称/dev/console是到/dev/tty0的链接(包括《Linux内核源代码情景分析》),但是这样说是不确切的。根据内 核文档,在2.1.71之前,/dev/console根据不同系统的设定可以链接到/dev/tty0或者其他tty*上,在2.1.71版本之后则完 全由内核控制。目前,只有在单用户模式下可以登录/dev/console(可以在单用户模式下输入tty命令进行确认)。
Q:/dev /tty0与/dev/fb*有什么区别?
A: 在Framebuffer设备没有启用的系统中,可以使用/dev/tty0访问显卡。
Q: 关于终端和控制台的区别可以参考哪些文本
A: 可以参考内核文档中的 Documents/devices.txt 中关于”TERMINAL DEVICES” 的章节。另外,《Linux内核源代码情景分析》的8.7节 以及《Operating Systems : Design and Implementation》中的3.9节(第3版中为3.8节)都对终端设备的概念和历史做了很好的介绍。另外在《Modern Operating system》中也有对终端设备的介绍,由于与《Operating Systems : Design and Implementation》的作者相同,所以文本内容也大致相同。需要注意的一点是《Operating Systems : Design and Implementation》中将终端设备分为3类,而《Modern Operating system》将终端硬件设备分为2类,差别在于前者将 X Terminal作为一个类别。
tts 与tty:
com1或com2。。。在linux kernel下是dev/ttySn(n= 0,1,2分别为com对应的口),在linux kernel with devfs 中是dev/tts/n(n = 0, 1, 2分别为对应的com口)。
串口:
串行口是计算机一种常用的接口,具有连接线少,通讯简单,得到广泛的使用。常用的串口是 RS-232-C 接口 ( 又称 EIA RS-232-C) 它是在 1970 年由美国电子工业协会 (EIA) 联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终 端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。 串口通讯指的是计算机依次以位( bit )为单位来传送数据,串行通讯使用的范围很广,在嵌入式系统开发过程中串口通讯也经常用到通讯方式之一。
Linux 对所有设备的访问是通过设备文件来进行的,串口也是这样,为了访问串口,只需打开其设备文件即可操作串口设备。在 linux 系统下面,每一个串口设备都有设备文件与其关联,设备文件位于系统的 /dev 目录下面。如 linux 下的 /ttyS0 , /ttyS1 分别表示的是串口 1 和串口 2 。下面来详细介绍 linux 下是如何使用串口的:
1. 串口操作需要用到的头文件
#include <stdio.h> /* 标准输入输出定义 */
#include <stdlib.h> /* 标准函数库定义 */
#include <unistd.h> /*Unix 标准函数定义 */
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> /* 文件控制定义 */
#include <termios.h> /*POSIX 终端控制定义 */
#include <errno.h> /* 错误号定义 */
#include <string.h> /* 字符串功能函数 */
2. 串口通讯波特率设置
波特率的设置定义在 <asm/termbits.h> ,其包含在头文件 <termios.h> 里。
常用的波特率常数如下:
B0------- à 0 B1800------- à 1800
B50----- à 50 B2400------ à 2400
B75----- à 75 B4800------ à 4800
B110---- à 110 B9600------ à 9600
B134---- à 134.5 B19200----- à 19200
B200---- à 200 B38400------ à 38400
B300---- à 300 B57600------ à 57600
B600---- à 600 B76800------ à 76800
B1200--- à 1200 B115200----- à 115200
假定程序中想要设置通讯的波特率,使用 cfsetispeed( ) 和 cfsetospeed( ) 函数来操作,获取波特率信息是通过 cfgetispeed ()和 cfgetospeed ()函数来完成的。比如可以这样来指定串口通讯的波特率:
#include <stdio.h> // 头文件定义
........
........
.......
struct termios opt ; /* 定义指向 termios 结构类型的指针 opt*/
/*************** 以下设置通讯波特率 ****************/
cfsetispeed(&opt , B9600 ) ; /* 指定输入波特率, 9600bps*/
cfsetospeed(&opt , B9600) ; /* 指定输出波特率, 9600bps*/
/************************************************/
.........
..........
一般来说,输入、输出的波特率应该是一致的。
3. 串口属性配置
在程序中,很容易配置串口的属性,这些属性定义在结构体 struct termios 中。为在程序中使用该结构体,需要包含文件 <termbits.h> ,该头文件定义了结构体 struct termios 。该结构体定义如下:
#define NCCS 19
struct termios {
tcflag_t c_iflag; /* 输入参数 */
tcflag_t c_oflag; /* 输出参数 */
tcflag_t c_cflag; /* 控制参数 */
tcflag_t c_ispeed; /* 输入波特率 */
tcflag_t c_ospeed; /* 输出波特率 */
cc_t c_line; /* 线控制 */
cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */
};
其中成员 c_line 在 POSIX(Portable Operating System Interface for UNIX) 系统中不使用。 对于支持 POSIX 终端接口的系统中,对于端口属性的设置和获取要用到两个重要的函数是:
(1 ).int tcsetattr (int fd ,int opt_DE ,*ptr )
该函数用来设置终端控制属性,其参数说明如下:
l fd :待操作的文件描述符
l opt_DE :选项值,有三个选项以供选择:
TCSANOW : 不等数据传输完毕就立即改变属性
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才改变属性
l *ptr : 指向termios 结构的指针
函数返回值:成功返回0 ,失败返回-1 。
(2 ).int tcgetattr (int fd ,*ptr )
该函数用来获取终端控制属性,它把串口的默认设置赋给了termios 数据数据结 构,其参数说明如下:
l fd :待操作的文件描述符
l *ptr : 指向termios 结构的指针
函数返回值:成功返回0 ,失败返回-1 。
4. 打开串口
在前面已经提到 linux 下的串口访问是以设备文件形式进行的,所以打开串口也即是打开文件的操作。函数原型可以如下所示:
int open (“ DE_name ”, int open_Status )
参数说明:
(1 ).DE_name :要打开的 设备文件名
比如要打开串口1 ,即为/dev/ttyS0 。
(2 ). open_Status :文件打开方式,可采用下面的文件打开模式:
l O_RDONLY :以只读方式打开文件
l O_WRONLY :以只写方式打开文件
l O_RDWR :以读写方式打开文件
l O_APPEND :写入数据时添加到文件末尾
l O_CREATE :如果文件不存在则产生该文件,使用该标志需要设置访问权限位mode_t
l O_EXCL :指定该标志,并且指定了O_CREATE 标志,如果打开的文件存在则会产生一个错 误
l O_TRUNC :如果文件存在并且成功以写或者只写方式打开,则清除文件所有内容,使得文件长度变为0
l O_NOCTTY :如果打开的是一个终端设备,这个程序不会成为对应这个端口的控制终端,如果没有该标志,任何一个输入,例如键盘中止信号等,都将影 响进程。
l O_NONBLOCK :该标志与早期使用的O_NDELAY 标志作用差不多。程序不关心DCD 信号线的状态,如果指定该标志,进程将一直在休眠状态,直到DCD 信 号线为0 。
函数返回值:
成功返回文件描述符,如果失败返回-1
例如假定以可读写方式打开/dev/ttyS0 设备,就可以这样操作:
#include<stdio.h> // 头文件包含
......
......
int fd; /* 文件描述符 */
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | 0_NOCTTY) ; /* 以读写方式打开设备 */
if(fd == -1)
perror("Can not open Serial_Port 1/n ! ") ; /* 打开失败时的错误提示 */
........
........
5. 串口读操作(接收端)
用 open 函数打开设备文件,函数返回一个文件描述符 (file descriptors,fd) ,通过文件描述符来访问文件。 读串口操作是通过read 函数来完成的。函数原型如下:
int read(int fd, *buffer,length) ;
参数说明:
(1 ).int fd :文件描述符
(2 ).*buffer :数据缓冲 区
(3 ).length :要读取的字 节数
函数返回值:
读操作成功读取返回读取的字节数,失败则返回-1 。
6. 串口写操作(发送端)
写串口操作是通过write 函数来完成的。函数原型如下:
write(int fd, *buffer,length);
参数说明:
(1 ).fd :文件描述符
(2 ).*buffer :存储写入 数据的数据缓冲区
(3 ).length :写入缓冲去 的数据字节数
函数返回值:
成功返回写入数据的字节数, 该值通常等于length , 如果写入失败返回-1 。
例如:向终端设备发送初始化命令
#include<stdio.h> // 头文件包含
......
......
int n
sbuf[]={Hello ,this is a Serial_Port test !/n } ;// 待发送数据
int len_send="sizeof" (sbuf );// 发 送缓冲区字节数定义
n = write(fd,sbuf,len_send); // 写缓冲区
if(n == -1)
{
printf("Wirte sbuf error./n");
}
......
......
7. 关闭串口
对设备文件的操作与对普通文件的操作一样,打开操作之后还需要关闭,关闭串口用函数 close( ) 来操作,函数原型为:
int close(int fd);
参数说明:
fd :文件描述符
函数返回值:
成功返回 0 ,失败返回 -1 。
termios, tcgetattr, tcsetattr, tcsendbreak, tcdrain, tcflush, tcflow, cfmakeraw, cfgetospeed, cfgetispeed, cfsetispeed, cfsetospeed - 获取和设置终端属性,行控制,获取和设置波特率
#include <termios.h >
#include <unistd.h >
int tcgetattr(int fd , struct termios * termios_p );
int tcsetattr(int fd , int optional_actions , struct termios * termios_p );
int tcsendbreak(int fd , int duration );
int tcdrain(int fd );
int tcflush(int fd , int queue_selector );
int tcflow(int fd , int action );
int cfmakeraw(struct termios * termios_p );
speed_t cfgetispeed(struct termios * termios_p );
speed_t cfgetospeed(struct termios * termios_p );
int cfsetispeed(struct termios * termios_p , speed_t speed );
int cfsetospeed(struct termios * termios_p , speed_t speed );
termios 函数族提供了一个常规的终端接口,用于控制非同步通信端口。
这里描述的大部分属性有一个 termios_p 类型的参数,它是指向一个 termios 结构的指针。这个结构包含了至少下列成员:
tcflag_t c_iflag ; /* 输入模式 */
tcflag_t c_oflag ; /* 输出模式 */
tcflag_t c_cflag ; /* 控制模式 */
tcflag_t c_lflag ; /* 本地模式 */
cc_t c_cc [NCCS ]; /* 控制字符 */
c_iflag 标志常量:
POSIX.1 中定义的 c_oflag 标志常量:
其余 c_oflag 标志常量定义在 POSIX 1003.1-2001 中,除非另外说明。
c_cflag 标志常量:
(POSIX 规定波特率存储在 termios 结构中,并未精确指定它的位置,而是提供了函数 cfgetispeed() 和 cfsetispeed() 来存取它。一些系统使用 c_cflag 中 CBAUD 选择的位,其他系统使用单独的变量,例如 sg_ispeed 和 sg_ospeed 。)
c_lflag 标志常量:
c_cc 数组定义了特殊的控制字符。符号下标 (初始值) 和意义为:
这些符号下标值是互不相同的,除了 VTIME,VMIN 的值可能分别与 VEOL,VEOF 相同。 (在 non-canonical 模式下,特殊字符的含义更改为延时含义。MIN 表示应当被读入的最小字符数。TIME 是以十分之一秒为单位的计时器。如果同时设置了它们,read 将等待直到至少读入一个字符,一旦读入 MIN 个字符或者从上次读入字符开始经过了 TIME 时间就立即返回。如果只设置了 MIN,read 在读入 MIN 个字符之前不会返回。如果只设置了 TIME,read 将在至少读入一个字符,或者计时器超时的时候立即返回。如果都没有设置,read 将立即返回,只给出当前准备好的字符。) (?)
tcgetattr() 得到与 fd 指向的对象相关的参数,将它们保存于 termios_p 引用的 termios 结构中。函数可以从后台进程中调用;但是,终端属性可能被后来的前台进程所改变。
tcsetattr() 设置与终端相关的参数 (除非需要底层支持却无法满足),使用 termios_p 引用的 termios 结构。optional_actions 指定了什么时候改变会起作用:
tcsendbreak() 传送连续的 0 值比特流,持续一段时间,如果终端使用异步串行数据传输的话。如果 duration 是 0,它至少传输 0.25 秒,不会超过 0.5 秒。如果 duration 非零,它发送的时间长度由实现定义。
如果终端并非使用异步串行数据传输,tcsendbreak() 什么都不做。
tcdrain() 等待直到所有写入 fd 引用的对象的输出都被传输。
tcflush() 丢弃要写入 引用的对象,但是尚未传输的数据,或者收到但是尚未读取的数据,取决于 queue_selector 的值:
tcflow() 挂起 fd 引用的对象上的数据传输或接收,取决于 action 的值:
打开一个终端设备时的默认设置是输入和输出都没有挂起。
波特率函数被用来获取和设置 termios 结构中,输入和输出波特率的值。新值不会马上生效,直到成功调用了 tcsetattr() 函数。
设置速度为 B0 使得 modem "挂机"。与 B38400 相应的实际比特率可以用 setserial (8) 调整。
输入和输出波特率被保存于 termios 结构中。
cfmakeraw 设置终端属性如下:
termios_p->c_iflag &= ~(IGNBRK|BRKINT|PARMRK|ISTRIP
|INLCR|IGNCR|ICRNL|IXON);
termios_p->c_oflag &= ~OPOST;
termios_p->c_lflag &= ~(ECHO|ECHONL|ICANON|ISIG|IEXTEN);
termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE|PARENB);
termios_p->c_cflag |= CS8;
cfgetospeed() 返回 termios_p 指向的 termios 结构中存储的输出波特率
cfsetospeed() 设置 termios_p 指向的 termios 结构中存储的输出波特率为 speed 。取值必须是以下常量之一:
B0
B50
B75
B110
B134
B150
B200
B300
B600
B1200
B1800
B2400
B4800
B9600
B19200
B38400
B57600
B115200
B230400
零值 B0 用来中断连接。如果指定了 B0,不应当再假定存在连接。通常,这样将断开连接。CBAUDEX 是一个掩码,指示高于 POSIX.1 定义的速度的那一些 (57600 及以上)。因此,B57600 & CBAUDEX 为非零。
cfgetispeed() 返回 termios 结构中存储的输入波特率。
cfsetispeed() 设置 termios 结构中存储的输入波特率为 speed 。如果输入波特率被设为0,实际输入波特率将等于输出波特率。
cfgetispeed() 返回 termios 结构中存储的输入波特率。
cfgetospeed() 返回 termios 结构中存储的输出波特率。
其他函数返回:
注意 tcsetattr() 返回成功,如果任何所要求的修改可以实现的话。因此,当进行多重修改时,应当在这个函数之后再次调用 tcgetattr() 来检测是否所有修改都成功实现。
Unix V7 以及很多后来的系统有一个波特率的列表,在十四个值 B0, ..., B9600 之后可以看到两个常数 EXTA, EXTB ("External A" and "External B")。很多系统将这个列表扩展为更高的波特率。
tcsendbreak 中非零的 duration 有不同的效果。SunOS 指定中断 duration * N 秒,其中 N 至少为 0.25,不高于 0.5 。Linux, AIX, DU, Tru64 发送 duration 微秒的 break 。FreeBSD, NetBSD, HP-UX 以及 MacOS 忽略 duration 的值。在 Solaris 和 Unixware 中, tcsendbreak 搭配非零的 duration 效果类似于 tcdrain 。
所有的范例来源自 miniterm.c
. The type ahead 暂存器被限制在 255 个字元, 就跟标准输入程序的最大字串长度相同 (<linux/limits.h>
或 <posix1_lim.h>
).
参考程序码中的注解它会解释不同输入模式的使用. 我希望这些程序码都能被了解. 标准输入程序的程序范例的注解写得最好, 其它的范例都只在不同于其它范例的地方做注解.
叙述不是很完整, 但可以激励你对这范例做实验, 以延生出合于你所需应用程序的最佳解.
别忘记要把序列埠的权限设定正确 (也就是: chmod a+rw /dev/ttyS1
)!
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <stdio.h>
/* 鲍率设定被定义在 <asm/termbits.h>, 这在 <termios.h> 被引入 */
#define BAUDRATE B38400
/* 定义正确的序列埠 */
#define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1"
#define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系统兼容 */
#define FALSE 0
#define TRUE 1
volatile int STOP=FALSE;
main()
{
int fd,c, res;
struct termios oldtio,newtio;
char buf[255];
/*
开启数据机装置以读取并写入而不以控制 tty 的模式
因为我们不想程序在送出 CTRL-C 后就被杀掉.
*/
fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY );
if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); }
tcgetattr(fd,&oldtio); /* 储存目前的序列埠设定 */
bzero(&newtio, sizeof(newtio)); /* 清除结构体以放入新的序列埠设定值 */
/*
BAUDRATE: 设定 bps 的速度. 你也可以用 cfsetispeed 及 cfsetospeed 来设定.
CRTSCTS : 输出资料的硬件流量控制 (只能在具完整线路的缆线下工作
参考 Serial-HOWTO 第七节)
CS8 : 8n1 (8 位元, 不做同位元检查,1 个终止位元)
CLOCAL : 本地连线, 不具数据机控制功能
CREAD : 致能接收字元
*/
newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD;
/*
IGNPAR : 忽略经同位元检查后, 错误的位元组
ICRNL : 比 CR 对应成 NL (否则当输入信号有 CR 时不会终止输入)
在不然把装置设定成 raw 模式(没有其它的输入处理)
*/
newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
/*
Raw 模式输出.
*/
newtio.c_oflag = 0;
/*
ICANON : 致能标准输入, 使所有回应机能停用, 并不送出信号以叫用程序
*/
newtio.c_lflag = ICANON;
/*
初始化所有的控制特性
预设值可以在 /usr/include/termios.h 找到, 在注解中也有,
但我们在这不需要看它们
*/
newtio.c_cc[VINTR] = 0; /* Ctrl-c */
newtio.c_cc[VQUIT] = 0; /* Ctrl-/ */
newtio.c_cc[VERASE] = 0; /* del */
newtio.c_cc[VKILL] = 0; /* @ */
newtio.c_cc[VEOF] = 4; /* Ctrl-d */
newtio.c_cc[VTIME] = 0; /* 不使用分割字元组的计时器 */
newtio.c_cc[VMIN] = 1; /* 在读取到 1 个字元前先停止 */
newtio.c_cc[VSWTC] = 0; /* '/0' */
newtio.c_cc[VSTART] = 0; /* Ctrl-q */
newtio.c_cc[VSTOP] = 0; /* Ctrl-s */
newtio.c_cc[VSUSP] = 0; /* Ctrl-z */
newtio.c_cc[VEOL] = 0; /* '/0' */
newtio.c_cc[VREPRINT] = 0; /* Ctrl-r */
newtio.c_cc[VDISCARD] = 0; /* Ctrl-u */
newtio.c_cc[VWERASE] = 0; /* Ctrl-w */
newtio.c_cc[VLNEXT] = 0; /* Ctrl-v */
newtio.c_cc[VEOL2] = 0; /* '/0' */
/*
现在清除数据机线并启动序列埠的设定
*/
tcflush(fd, TCIFLUSH);
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
/*
终端机设定完成, 现在处理输入信号
在这个范例, 在一行的开始处输入 'z' 会退出此程序.
*/
while (STOP==FALSE) { /* 回圈会在我们发出终止的信号后跳出 */
/* 即使输入超过 255 个字元, 读取的程序段还是会一直等到行终结符出现才停止.
如果读到的字元组低于正确存在的字元组, 则所剩的字元会在下一次读取时取得.
res 用来存放真正读到的字元组个数 */
res = read(fd,buf,255);
buf[res]=0; /* 设定字串终止字元, 所以我们能用 printf */
printf(":%s:%d/n", buf, res);
if (buf[0]=='z') STOP=TRUE;
}
/* 回存旧的序列埠设定值 */
tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);
}
在非标准的输入程序模式下, 输入的资料不会被组合成一行而输入后的处理功能 (清除, 杀掉, 删除, 等等.) 都不能使用. 这个模式有两个功能控制参数: c_cc[VTIME]
设定字元输入时间计时器, 及 c_cc[VMIN]
设定满足读取功能的最低字元接收个数.
如果 MIN > 0 且 TIME = 0, MIN 设定为满足读取功能的最低字元接收个数. 由于 TIME 是 零, 所以计时器将不被使用.
如果 MIN = 0 且 TIME > 0, TIME 将被当做逾时设定值. 满足读取功能的情况为读取到单一字元, 或者超过 TIME 所定义的时间 (t = TIME *0.1 s). 如果超过 TIME 所定义的时间, 则不会传回任何字元.
如果 MIN > 0 且 TIME > 0, TIME 将被当做一个分割字元组的计时器. 满足读取功能的条件为接收到 MIN 个数的字元, 或两个字元的间隔时间超过 TIME 所定义的值. 计时器会在每读到一个字元后重新计时, 且只会在第一个字元收到后才会启动.
如果 MIN = 0 且 TIME = 0, 读取功能就马上被满足. 目前所存在的字元组个数, 或者 将回传的字元组个数. 根据 Antonino (参考 贡献) 所说, 你可以用 fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY);
在读取前得到相同的结果.
藉由修改 newtio.c_cc[VTIME]
及 newtio.c_cc[VMIN]
上述的模式就可以测试了.
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <stdio.h>
#define BAUDRATE B38400
#define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1"
#define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系统兼容 */
#define FALSE 0
#define TRUE 1
volatile int STOP=FALSE;
main()
{
int fd,c, res;
struct termios oldtio,newtio;
char buf[255];
fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY );
if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); }
tcgetattr(fd,&oldtio); /* 储存目前的序列埠设定 */
bzero(&newtio, sizeof(newtio));
newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD;
newtio.c_iflag = IGNPAR;
newtio.c_oflag = 0;
/* 设定输入模式 (非标准型, 不回应,...) */
newtio.c_lflag = 0;
newtio.c_cc[VTIME] = 0; /* 不使用分割字元组计时器 */
newtio.c_cc[VMIN] = 5; /* 在读取到 5 个字元前先停止 */
tcflush(fd, TCIFLUSH);
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
while (STOP==FALSE) { /* 输入回圈 */
res = read(fd,buf,255); /* 在输入 5 个字元后即返回 */
buf[res]=0; /* 所以我们能用 printf... */
printf(":%s:%d/n", buf, res);
if (buf[0]=='z') STOP=TRUE;
}
tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);
}
#include <termios.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/signal.h>
#include <sys/types.h>
#define BAUDRATE B38400
#define MODEMDEVICE "/dev/ttyS1"
#define _POSIX_SOURCE 1 /* POSIX 系统兼容 */
#define FALSE 0
#define TRUE 1
volatile int STOP=FALSE;
void signal_handler_IO (int status); /* 定义信号处理程序 */
int wait_flag=TRUE; /* 没收到信号的话就会是 TRUE */
main()
{
int fd,c, res;
struct termios oldtio,newtio;
struct sigaction saio; /* definition of signal action */
char buf[255];
/* 开启装置为 non-blocking (读取功能会马上结束返回) */
fd = open(MODEMDEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);
if (fd <0) {perror(MODEMDEVICE); exit(-1); }
/* 在使装置非同步化前, 安装信号处理程序 */
saio.sa_handler = signal_handler_IO;
saio.sa_mask = 0;
saio.sa_flags = 0;
saio.sa_restorer = NULL;
sigaction(SIGIO,&saio,NULL);
/* 允许行程去接收 SIGIO 信号*/
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
/* 使文档ake the file descriptor 非同步 (使用手册上说只有 O_APPEND 及
O_NONBLOCK, 而 F_SETFL 也可以用...) */
fcntl(fd, F_SETFL, FASYNC);
tcgetattr(fd,&oldtio); /* 储存目前的序列埠设定值 */
/* 设定新的序列埠为标准输入程序 */
newtio.c_cflag = BAUDRATE | CRTSCTS | CS8 | CLOCAL | CREAD;
newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
newtio.c_oflag = 0;
newtio.c_lflag = ICANON;
newtio.c_cc[VMIN]=1;
newtio.c_cc[VTIME]=0;
tcflush(fd, TCIFLUSH);
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
/* 等待输入信号的回圈. 很多有用的事我们将在这做 */
while (STOP==FALSE) {
printf("./n");usleep(100000);
/* 在收到 SIGIO 后, wait_flag = FALSE, 输入信号存在则可以被读取 */
if (wait_flag==FALSE) {
res = read(fd,buf,255);
buf[res]=0;
printf(":%s:%d/n", buf, res);
if (res==1) STOP=TRUE; /* 如果只输入 CR 则停止回圈 */
wait_flag = TRUE; /* 等待新的输入信号 */
}
}
/* 回存旧的序列埠设定值 */
tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);
}
/***************************************************************************
* 信号处理程序. 设定 wait_flag 为 FALSE, 以使上述的回圈能接收字元 *
***************************************************************************/
void signal_handler_IO (int status)
{
printf("received SIGIO signal./n");
wait_flag = FALSE;
}
这一段很短. 它只能被拿来当成写程序时的提示, 故范例程序也很简短. 但这个范例不只能用在序列埠上, 还可以用在被当成文档来使用的装置上.
select 呼叫及伴随它所引发的巨集共用 fd_set
. fd_set
则是一个位元阵列, 而其中每一个位元代表一个有效的文档叙述结构. select
呼叫接受一个有效的文档叙述结构并传回 fd_set
位元阵列, 而该位元阵列中若有某一个位元为 1, 就表示相对映的文档叙述结构的文档发生了输入, 输出或有例外事件. 而这些巨集提供了所有处理 fd_set
的功能. 亦可参考手册 select(2).
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
main()
{
int fd1, fd2; /* 输入源 1 及 2 */
fd_set readfs; /* 文档叙述结构设定 */
int maxfd; /* 最大可用的文档叙述结构 */
int loop=1; /* 回圈在 TRUE 时成立 */
/* open_input_source 开启一个装置, 正确的设定好序列埠,
并回传回此文档叙述结构体 */
fd1 = open_input_source("/dev/ttyS1"); /* COM2 */
if (fd1<0) exit(0);
fd2 = open_input_source("/dev/ttyS2"); /* COM3 */
if (fd2<0) exit(0);
maxfd = MAX (fd1, fd2)+1; /* 测试最大位元输入 (fd) */
/* 输入回圈 */
while (loop) {
FD_SET(fd1, &readfs); /* 测试输入源 1 */
FD_SET(fd2, &readfs); /* 测试输入源 2 */
/* block until input becomes available */
select(maxfd, &readfs, NULL, NULL, NULL);
if (FD_ISSET(fd1)) /* 如果输入源 1 有信号 */
handle_input_from_source1();
if (FD_ISSET(fd2)) /* 如果输入源 2 有信号 */
handle_input_from_source2();
}
}
这个范例程序在等待输入信号出现前, 不能确定它会停顿下来. 如果你需要在输入时加入逾时功能, 只需把 select 呼叫换成:
int res;
struct timeval Timeout;
/* 设定输入回圈的逾时值 */
Timeout.tv_usec = 0; /* 毫秒 */
Timeout.tv_sec = 1; /* 秒 */
res = select(maxfd, &readfs, NULL, NULL, &Timeout);
if (res==0)
/* 文档叙述结构数在 input = 0 时, 会发生输入逾时. */
这个程序会在 1 秒钟后逾时. 如果超过时间, select 会传回 0, 但是应该留意 Timeout
的时间递减是由 select
所等待输入信号的时间为基准. 如果逾时的值是 0, select 会马上结束返回.
Linux 环境下使用RS-232接口
RS是英文 "推荐标准"的缩写
232为标识号
RS-485
串 口通信表示计算机一次传送一个位的数据,
当使用串行通信时,每个字的数据是一个位一个位的传输或接收的,
每个位不是高电平,就是低电平.
串 行通信的速率通常是使用"位/每秒"的方式来表示的,即波特率。
全双工--计算机可以同时收发数据,
它有两个独立的数据 通道,一个输入,一个输出,
半双工意味着计算机不能同时收发信息,
只能有一人通道进行通信.
流控:
通常,当数据在两个串行接口之间进行传输时需要对其进行控制.
这通常依赖于串行通信连接的各种规定,
对异步数据传输的控制有两种方法.
一种叫:“软件”流控 。
一种叫: “硬件"流控 。
串 口设备:
打开一个串行口
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h> // 文件控制定义
#include <errno.h>
#include <termios.h> //POSIX终端控制定义
/*
* open_port() --打开串行口
*
* 成功的话,返回文件描述符,错误则返回 -1.
*/
int open_port(void)
{
int fd;
fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (fd == -1)
{
/*无法打开串口*/
perror("open_port : Unable to open /dev/ttyS0");
}
else
fcntl(fd,F_SETFL,0);
return (fd);
}
//O_NOCTTY 标志 ,该程序不想成为此端口的“控制终端"。
如果没有强调这一点,
//O_NDELAY标志 , 标志告诉Linux ,该程序并不关注DCD信叼线所处的状态,
即不管另外一端的设备是在运行还是被挂起。如果没有指定该标志,那么程序就会被设 置睡
眠状态,
(2)向端口写数据
向端口写数据是很容易的,只要使用write()系统调用就可以了。
例如:
n=write(fd,"ATZ/r",4);
if (n<0)
fputs("write() of 4 bytes failed!/n",stderr);
write函数返回发送数据的个数,如果出现错误,则返回 -1。
(3) 读端口数据
从端口读数据则需要些技巧。如果在原始数据的模式下对端口进行操作,
read()系统调用将返回串行口输入缓冲区中所有的字符数据,不管有多少,
如果没有数据,那么该调用将被阻塞.处于等待状态,直到有字符输入,
或者到了规定的时限和出现错误为止,
通过以下方法,能使read函数立即返回。
fcntl(fd,F_SETFL,FNDELAY);
FNDELAY 函数使read函数在端口没月字符存在的情况下,立刻返回0,
如果要恢复正常(阻塞)状态,可以调用fcntl()函数,不要FNDELAY参数,
如下所示:
fcntl(Fd,F_SETFL,0);
在使用O_NDELAY参数打开串行口后,同样与使用了该函数调用。
fcntl(fd,F_SETFL,0);
POSIX终端接口
串口,波特率,字符大小等, <termios.h>
POSIX函数是 tcgetattr()和tcsetattr()
获取和设置终端的属性,
可以提供 structrure termios的指针,
termios结构的成员 :
参数 功能
C_cflag 控制参数
C_