Linux操作系统下串口设置及编程

2020-11-12 操作系统

  用户常见的数据通信的基本方式可分为并行通信和串行通信。

  并行通信是指利用多条数据传输线将一个资料的各位同时传送。特点是传输速度快,适用于短距离通信,但要求传输速度较高的应用场合。

  串行通信是指利用一条传输线将资料一位位的顺序传送。特点是通信线路简单,利用简单的线缆就可以实现通信,减低成本,适用于远距离通信,但传输速度慢的应用场合。常用的串口有RS-232-C接口(全称是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”)。

  UART控制器:可以工作在Interrupt(中断)模式或者DMA(直接内存访问)模式。据有16字节的FIFO(先入先出寄存器),支持最高波特率可达到230.4Kbps。

  UART操作:资料发送、资料接收、产生中断、产生波特率、Loopback模式、红外模式及自动流控制模式。

  串口设置包括:波特率、起始位数量、数据位数量、停止位数量和流控协议。在此可以配置波特率为115200、起始位为1b、数据位8b、停止位1b和无流控制协议。

  串口一、串口二对应设备名依次是“/dev/ttyS0”、“/dev/ttyS1”。

  在Linux下对串口的读写可以使用简单的“read”、“write”函数完成,不同的是需要对串口的其它参数另作设置。

  6.4.2 串口设置详情

  串口设置主要是设置struct termios结构体成员值:

  #include

  Struct termio

  {

  unsigned short c_iflag; /*输入模式标志*/

  unsigned short c_oflag; /*输出模式标志*/

  unsigned short c_cflag; /*控制模式标志*/

  unsigned short c_lfag; /*本地模式标志*/

  unsigned short c_line; /*line discipline*/

  unsigned short c_cc[NCC]; /*control characters*/

  };

  通过对c_cflag的赋值,可以设置波特率、字符大小、数据位、停止位、奇偶校验位和硬件流控等。

  设置串口属性基本流程:

  1. 保存原先串口配置

  为了安全起见和以后调试程序方便,可先保存原先串口的配置,使用函数tcgetattr(fd,&oldtio)。该函数得到与fd指向对象的相关参数,并将它们保存于lodtio引用的termios结构中。该函数可以测试配置是否正确、该串口是否可用等。调试成功,函数返回0,失败,函数返回-1.

  if(tcgetattr(fd,&oldtio)!=0)

  {

  perror(“SetupSerial 1”);

  return -1;

  }

  2. 激活选项有CLOCAL和CREAD

  CLOCAL和CREAD分别用于本地连接和接受使能,通过位掩码的方式激活这两个选项。

  Newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

  3. 设置波特率

  设置波特率的函数主要有cfsetispeed和cfsetospeed。

  cfsetispeed(&newtio,B115200);

  cfsetospeed(&newtio,B115200);

  一般地用户需要将输入输出函数的波特率设置成一样的。这几个函数在成功时返回0,失败-1。

  4. 设置字符大小

  没有现成可用函数,需要位掩码。一般先去除数据位中的位掩码,再重新按要求设置。

  options.c_cflag &= ~CSIZE; /*mask the character size bits*/

  options.c_cflag |= CS8;

  5. 设置奇偶校验位

  先激活c_cflag中的校验位使能标志PARENB和是否要进行偶校验,同时还要激活c_iflag中的奇偶校验使能。如使能奇校验时,代码如下:

  newtio.c_cflag |= PARENB;

  newtio.c_cflag |=PARODD;

  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

  而使能偶校验代码为:

  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

  newtio.c_cflag |= PARENB;

  newtio.c_cflag &= ~PAROOD;

  6. 设置停止位

  通过激活c_cflag中的CSTOPB而实现的。若停止位为1,则清除CSTOPB,若停止位为0,则激活CSTOPB。下面是停止位为1时的代码:

  newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;

  7. 设置最少字符和等待时间

  在对接收字符和等待时间没有特别要求的情况下,可以将其设置为0:

  newtio.c_cc[VTIME] =0;

  newtio.c_cc[VMIN]=0;

  8. 处理要写入的引用对象

  在串口重新设置之后,在之前要写入的引用对象要重新处理,可调用函数tcflush(fd,queue_selector)来处理要写入引用的对象。对于为传输的数据,或收到但未读取的`数据,其处理方法取决于queue_selector的值。

  Queue_selector可能取值:

  TCIFLUSH:刷新收到的数据但不读

  TCOFLUSH:刷新写入的数据但不传送

  TCIOLFLUSH:同时刷新收到的数据但不读,并且刷新写入的数据但不传送

  本例采用一:

  tcflush(fd, TCIFLUSH)

  9. 激活配置

  用到函数tcsetattr:

  函数原型:tcsetattr(fd,OPTION,&newtio);

  这里的newtio就是termios类型的变量,OPTION可能的取值如下:

  TCSANOW:改变的配置立即生效

  TCSADRAIN:改变的配置在所有写入fd的输出都结束后生效

  TCSAFLUSH:改变的配置自爱所有写入fd引用对象的输出都被结束后生效,所有已接受但为读入的输入都在改变发生前丢弃。

  该函数调用成功返回0,失败-1.

  if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)

  {

  perror(“com set error”);

  return -1;

  }

  /*串口配置的完整函数,为了函数的通用性,通常将常用的选项都在函数中列出,可大大方便以后用户的调试使用

  */ int set_opt(int fd,int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop) { struct termios newtio,oldtio; /*

  保存测试现有串口参数设置,在这里如果串口号等出错,会有相关的出错信息

  */ if(tcgetattr(fd,&oldtio)!=0) { perror(“SetupSerial 1”);

  return -1; } bzero(&newtio,sizeof(newtio)); /*

  步骤一,设置字符大小

  */ newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

  newtio.c_cflag &= ~CSIZE; /*

  设置停止位

  */ switch(nBits) { case 7:

  newtio.c_cflag |=CS7;

  break; case 8:

  newtio.c_cflag |=CS8;

  break; } /*

  设置奇偶校验位

  */ switch(nEvent) { case ‘O‘://奇数

  newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag |=PARODD;

  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); break; case ‘E‘://偶数

  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); newtio.c_cflag |= PARENB;

  newtio.c_cflag &= ~PARODD; case ‘N‘://无奇偶校验位 newtio.c_cflag &= ~PARENB; break; } /*

  设置波特率

  */ 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; } /*

  设置停止位*/ if(nStop==1)

  newtio.c_cflag &= ~CSTOPB; else if(nStop==2)

  newtio.c_cflag |= CSTOPB; /*

  设置等待时间和最小接收字符

  */ newtio.c_cc[VTIME] =0; newtio.c_cc[VMIN]=0; /*

  处理未接受字符

  */ tcflush(fd, TCIFLUSH); /*

  激活新配置

  */ if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)

  {

  perror(“com set error”);

  return -1;

  }

  printf("set done!n");

  return 0;

  }

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