《Linux C》04 串口编程总结

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• 如何找到串口设备号
• 串口之打开操作
• 串口之初始化
• 串口之发送
• 串口之接收

如何找到串口设备号

如果你使用的是开发板搭载linux系统进行的串口编程，你可以通过原理图进行查看
如果你电脑安装的linux系统，那么插上串口，通过dmesg命令进行查看
本文例子使用/dev/ttyS0

串口之打开操作

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
    int fd;
    char *com = "/dev/ttyS0";
    if((fd = open(com,O_RDWR|O_CREAT,0777))<0){
        //fd返回-1打开失败
    }else{
        //打开成功
    }
    return 0;
}

串口之初始化

• 了解termio结构体
• 常用初始化函数
  
  • tcgetattr函数
  • cfgetispeed函数
  • cfgetospeed函数
  • cfsetispeed函数
  • cfsetospeed函数
  • tcflush函数
  • tcsetattr函数
• 初始化步骤
  
  • 读取当前参数
  • 修改参数
  • 配置参数

了解termio结构体

struct termios
{
           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参数如下：

键值	说明
IGNBRK	忽略BREAK键输入
BRKINT	如果设置了IGNBRK，BREAK键输入将被忽略
IGNPAR	忽略奇偶校验错误
PARMRK	标识奇偶校验错误
INPCK	允许输入奇偶校验
ISTRIP	去除字符的第8个比特
INLCR	将输入的NL（换行）转换成CR（回车）
IGNCR	忽略输入的回车
ICRNL	将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）
IUCLC	将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）
IXON	允许输出时对XON/XOFF流进行控制
IXANY	输入任何字符将重启停止的输出
IXOFF	允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IMAXBEL	当输入队列满的时候开始响铃

c_oflag参数如下：

键值	说明
OPOST	处理后输出
OLCUC	将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）
ONLCR	将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）
OCRNL	将输入的CR（回车）转换成NL（换行）
ONOCR	第一行不输出回车符
ONLRET	不输出回车符
OFILL	发送填充字符以延迟终端输出
OFDEL	以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符为NUL
NLDLY	换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）
CRDLY	回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY	水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY	空格输出延迟，可以取BS0或BS1
VTDLY	垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1
FFDLY	换页延迟，可以取FF0或FF1

c_cflag参数如下：

参数	说明
CBAUD	波特率（4+1位）（非POSIX）
CBAUDEX	附加波特率（1位）（非POSIX）
CSIZE	字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB	设置两个停止位
CREAD	使用接收器
PARENB	使用奇偶校验
PARODD	对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验
HUPCL	关闭设备时挂起
CLOCAL	忽略调制解调器线路状态
CRTSCTS	使用RTS/CTS流控制

c_lflag参数如下：

参数	说明
ISIG	当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号
ICANON	使用标准输入模式
XCASE	在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。
ECHO	显示输入字符
ECHOE	如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符
ECHOK	如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行
ECHONL	如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符
ECHOPRT	如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）
TOSTOP	向后台输出发送SIGTTOU信号

c_cc[NCCS]参数如下：

宏	说明	宏	说明
VINTR	Interrupt字符	VEOL	附加的End-of-file字符
VQUIT	Quit字符	VTIME	非规范模式读取时的超时时间
VERASE	Erase字符	VSTOP	Stop字符
VKILL	Kill字符	VSTART	Start字符
VEOF	End-of-file字符	VSUSP	Suspend字符
VMIN	非规范模式读取时的最小字符数

常用初始化函数　　

• tcgetattr函数
• cfgetispeed函数
• cfgetospeed函数
• cfsetispeed函数
• cfsetospeed函数
• tcflush函数
• tcsetattr函数

读取当前参数函数：
int tcgetattr(int fd,struct termios *termios_p)
    fd：open操作后返回的文件句柄
    *termios_p：为前面介绍的结构体
    初始化开始前调用这个函数.

获取当前波特率函数：
int speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p)
int speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p)
    *termios_p：为前面介绍的结构体
    成功返回0，失败返回-1

波特率设置函数：
int cfsetispeed(struct termios *termios_p,speed_t speed)
int cfsetospeed(struct termios *termios_p,speed_t speed)
    *termios_p：为前面介绍的结构体
    speed：波特率，常用B2400，B4800，B9600，B115200，B460800
    成功返回0，失败返回-1

清空buffer数据函数：
int tcflush(int fd,int queue_selector)
    queue_selector:有三个常用宏定义
                    TCIFLUSH:清空正读的数据，且不会读出
                    TCOFLUSH:清空正写入的数据，且不会发送到终端
                    TCIOFLUSH:清空所有正在发生的I/O数据.
    成功返回0，失败返回-1

设置串口参数函数：
int tcsetattr(int fd,int optional_actions,cons struct termios *termios_p)
    optional_actions:有三个常用宏定义
                    TCSANOW:不等数据传输完毕，立即改变属性
                    TCSADRAIN:等所有数据传输完毕，再改变属性
                    TCSAFLUSH:清空输入输出缓冲区才改变属性
    成功返回0，失败返回-1                

初始化设置代码如下：

/**
*fd:文件句柄
*nSpeed:波特率
*nBits:数据位
*nEvent:奇偶校验
*nStop:停止位
/
int set_opt(int fd,int nSpeed,int nBits,int nEvent ,int nStop){
        struct termios newtio,oldtio;
        if(tcgetattr(fd,&oldtio)!=0){
            //错误
            return -1;
        }
        bzero(&newtio,sizeof(newtio));
        newtio.c_cflag |=  CLOCAL|CREAD;
        newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

        switch(nBits){//设置数据位
            case 7:
                    newtio.c_cflag |= CS7;
                    break;
            case 8:
                    newtio.c_cflag |= CS8;      
                    break;
        }

        switch(nEvent){//设置奇偶校验位
            case 'O':
                newtio.c_cflag |=PARENB;
                newtio.c_cflag |=PARODD;
                newtio.c_iflag |=(INPCK|ISTRIP);
                break;
            case 'E':
                newtio.c_iflag |=(INPCK|ISTRIP);
                newtio.c_cflag |=PARENB;
                newtio.c_cflag &=~PARODD;
                break;
            case 'N':
                newtio.c_cflag &=~PARENB;
                break;
        }

        switch(nSpeed){
            case 2400:
                cfsetispeed(&newtio,B2400);
                cfsetospeed(&newtio,B2400);
                break;
            case 4800:
                cfsetispeed(&newtio,B4800);
                cfsetospeed(&newtio,B4800);
                break;
            case 9600:
                cfsetispeed(&newtio,B9600);
                cfsetospeed(&newtio,B9600);
                break;
            case 115200:
                cfsetispeed(&newtio,B115200);
                cfsetospeed(&newtio,B115200);
                break;
            case 460800:
                cfsetispeed(&newtio,B460800);
                cfsetospeed(&newtio,B460800);
                break;
            default:
                cfsetispeed(&newtio,B9600);
                cfsetospeed(&newtio,B9600);
                break;
        }
        if(nStop==1){//停止位设置
            newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
        }else if(nStop==2){
            newtio.c_cflag |= CSTOPB;
        }
        newtio.c_cc[VTIME] = 0;
        newtio.c_cc[VMIN] = 0;
        tcflush(fd,TCIFLUSH);
        if((tcsetttr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0){
            //com set error
            return -1;
        }
        return 0;
}

串口之发送与接收

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

int set_opt(int,int,int,char,int);
void main()
{
    int fd;
    char *com= "/dev/ttyS0";
    char *buffer = "hello world!\n";

    if((fd = open(com, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY))<0){
        printf("open %s is failed",com);
    }
    else{
        printf("open %s is success\n",com);
        set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1); 
        wr_static = write(fd,buffer, strlen(buffer));
        //读取差不多一样的这里就不介绍了
            if(wr_static<0)
                printf("write failed\n");
            else
                printf("wr_static is %d\n",wr_static);
            close(fd);
       }
}


int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
    struct termios newtio,oldtio;
    if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) { 
        return -1;//读取参数错误
    }
    bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
    newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD;
    newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

    switch( nBits )
    {
    case 7:
        newtio.c_cflag |= CS7;
        break;
    case 8:
        newtio.c_cflag |= CS8;
        break;
    }

    switch( nEvent )
    {
    case 'O':
        newtio.c_cflag |= PARENB;
        newtio.c_cflag |= PARODD;
        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
        break;
    case 'E': 
        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
        newtio.c_cflag |= PARENB;
        newtio.c_cflag &= ~PARODD;
        break;
    case 'N':  
        newtio.c_cflag &= ~PARENB;
        break;
    }

    switch( nSpeed )
    {
    case 2400:
        cfsetispeed(&newtio, B2400);
        cfsetospeed(&newtio, B2400);
        break;
    case 4800:
        cfsetispeed(&newtio, B4800);
        cfsetospeed(&newtio, B4800);
        break;
    case 9600:
        cfsetispeed(&newtio, B9600);
        cfsetospeed(&newtio, B9600);
        break;
    case 115200:
        cfsetispeed(&newtio, B115200);
        cfsetospeed(&newtio, B115200);
        break;
    case 460800:
        cfsetispeed(&newtio, B460800);
        cfsetospeed(&newtio, B460800);
        break;
    default:
        cfsetispeed(&newtio, B9600);
        cfsetospeed(&newtio, B9600);
        break;
    }
    if( nStop == 1 )
        newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;
    else if ( nStop == 2 )
    newtio.c_cflag |=  CSTOPB;
    newtio.c_cc[VTIME]  = 0;
    newtio.c_cc[VMIN] = 0;
    tcflush(fd,TCIFLUSH);
    if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
    {
        perror("com set error");
        return -1;
    }
    return 0;
}