Linux串口编程

串口概述
 常见数据通信方式:并行通信，串行通信
 UART的主要操作：
   >数据发送及接受
   >产生中断
   >产生波特率
   >Loopback模式
    >红外模式
   >自动流控模式
   串口参数的配置主要包括:波特率、数据位、停止位、流控协议。
 linux中的串口设备文件放于/de/目录下，串口一，串口二分别为"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1".在linux下操作串口与操作文件相同.
.串口详细配置
 包括：波特率、数据位、校验位、停止位等。串口设置由下面的结构体实现：
      struct termios
      {
 tcflag_t  c_iflag;  //input flags
 tcflag_t  c_oflag;  //output flags
 tcflag_t  c_cflag;  //control flags
 tcflag_t  c_lflag;  //local flags
 cc_t      c_cc[NCCS]; //control characters
      }; 
        该结构体中c_cflag最为重要，可设置波特率、数据位、校验位、停止位。在设置波特率时需要在数字前加上'B'，

如B9600，B15200.使用其需通过“与”“或”操作方式：

 

 

 输入模式c_iflag成员控制端口接收端的字符输入处理：

.串口控制函数
 Tcgetattr 取属性(termios结构)
 Tcsetattr 设置属性(termios结构)
 cfgetispeed 得到输入速度
 Cfgetospeed 得到输出速度
 Cfsetispeed 设置输入速度
 Cfsetospeed 设置输出速度
 Tcdrain  等待所有输出都被传输
 tcflow  挂起传输或接收
 tcflush  刷清未决输入和/或输出
 Tcsendbreak 送BREAK字符
 tcgetpgrp 得到前台进程组ID
 tcsetpgrp 设置前台进程组ID

.串口配置流程
 1>保存原先串口配置，用tcgetattr(fd,&oldtio)函数
  struct termios newtio,oldtio;
    tcgetattr(fd,&oldtio);
 2>激活选项有CLOCAL和CREAD，用于本地连接和接收使用
 　 newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD;
 3>设置波特率，使用函数cfsetispeed、cfsetospeed
         cfsetispeed(&newtio,B115200);
    cfsetospeed(&newtio,B115200);
 4>设置数据位，需使用掩码设置
    newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
   newtio.c_cflag |= CS8;
 5>设置奇偶校验位，使用c_cflag和c_iflag.
   设置奇校验:
  newtio.c_cflag |= PARENB;
  newtio.c_cflag |= PARODD;
  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
   设置偶校验:
  newtio.c_iflag |= (INPCK｜ISTRIP);
  newtio.c_cflag |= PARENB;
  newtio.c_cflag |= ~PARODD;
 6>设置停止位，通过激活c_cflag中的CSTOPB实现。若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB。
  newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
 7>设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特别的要求时，可设为0：
    newtio.c_cc[VTIME] = 0;
  newtio.c_cc[VMIN]  = 0;
 8>处理要写入的引用对象
   tcflush函数刷清(抛弃)输入缓存(终端驱动程序已接收到，但用户程序尚未读)或输出缓存(用户程序已经写，但尚未发送).
  int tcflush(int filedes,int quene)
  quene数应当是下列三个常数之一:
    *TCIFLUSH  刷清输入队列
    *TCOFLUSH  刷清输出队列
    *TCIOFLUSH 刷清输入、输出队列
  例如：tcflush(fd,TCIFLUSH);
 9>激活配置。在完成配置后，需要激活配置使其生效。使用tcsetattr()函数：
  int tcsetattr(int filedes,int opt,const struct termios *termptr);
   opt使我们可以指定在什么时候新的终端属性才起作用，
  *TCSANOW:更改立即发生
  *TCSADRAIN:发送了所有输出后更改才发生。若更改输出参数则应使用此选项
  *TCSAFLUSH:发送了所有输出后更改才发生。更进一步，在更改发生时未读的
             所有输入数据都被删除(刷清).
   例如: tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
.串口使用详解
.打开串口
 fd = open("/dev/ttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
 参数--O_NOCTTY:通知linux系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端.
              O_NDELAY:通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止).
 然后恢复串口的状态为阻塞状态，用于等待串口数据的读入，用fcntl函数:
  fcntl(fd,F_SETFL,0);  //F_SETFL：设置文件flag为0，即默认，即阻塞状态
 接着测试打开的文件描述符是否应用一个终端设备，以进一步确认串口是否正确打开.
  isatty(STDIN_FILENO);
.读写串口
 串口的读写与普通文件一样，使用read，write函数
  read(fd,buff,8);
  write(fd,buff,8);
 Example: seri.c

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

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
    struct termios newtio,oldtio;
    if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) 
    { 
        perror("SetupSerial 1");
        return -1;
    }
    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':                     //奇校验
        newtio.c_cflag |= PARENB;
        newtio.c_cflag |= PARODD;
        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
        break;
    case 'E':                     //偶校验
        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
        newtio.c_cflag |= PARENB;
        newtio.c_cflag &= ~PARODD;
        break;
    case 'N':                    //无校验
        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;
    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;
    }
    printf("set done!\n");
    return 0;
}

int open_port(int fd,int comport)
{
    char *dev[]={"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"};
    long  vdisable;
    if (comport==1)
    {    fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
        if (-1 == fd)
        {
            perror("Can't Open Serial Port");
            return(-1);
        }
        else 
        {
            printf("open ttyS0 .....\n");
        }
    }
    else if(comport==2)
    {    fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
        if (-1 == fd)
        {
            perror("Can't Open Serial Port");
            return(-1);
        }
        else 
        {
            printf("open ttyS1 .....\n");
        }    
    }
    else if (comport==3)
    {
        fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
        if (-1 == fd)
        {
            perror("Can't Open Serial Port");
            return(-1);
        }
        else 
        {
            printf("open ttyS2 .....\n");
        }
    }
    if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0)
    {
        printf("fcntl failed!\n");
    }
    else
    {
        printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
    }
    if(isatty(STDIN_FILENO)==0)
    {
        printf("standard input is not a terminal device\n");
    }
    else
    {
        printf("isatty success!\n");
    }
    printf("fd-open=%d\n",fd);
    return fd;
}

int main(void)
{
    int fd;
    int nread,i;
    char buff[]="Hello\n";

    if((fd=open_port(fd,1))<0)
    {
        perror("open_port error");
        return;
    }
    if((i=set_opt(fd,115200,8,'N',1))<0)
    {
        perror("set_opt error");
        return;
    }
    printf("fd=%d\n",fd);

    nread=read(fd,buff,8);
    printf("nread=%d,%s\n",nread,buff);
    close(fd);
    return;
}