linux串口编程.doc

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1、linux 串口编程在嵌入式Linux中，串口是一个字设备，访问具体的串行端口的编程与读写文件的操作类似，只需打开相应的设备文件即可操作。串口编程特殊在于串口通信时相关参数与属性的设置。嵌入式Linux的串口编程时应注意，若在根文件中没有串口设备文件，应使用mknod命令创建，这这里假设串口设备是/dev/ttyS0，介绍一下串口的编程过程。mknod /dev/ttyS0 c 4 641、打开串口 打开串口设备文件的操作与普通文件的操作类似，都采用标准的I/O操作函数open()。 fd = open(/dev/ttyS0,O_RDWR|O_NDELAY|O_NOCTTY); open()函

2、数有两个参数，第一个参数是要打开的文件名（此处为串口设备文件/dev/ttyS0);第二个参数设置打开的方式，O_RDWR表示打开的文件可读/写，O_NDELAY表示以非阻塞方式打开，ONOCTTY表示若打开的文件为终端设备，则不会将终端作为进程控制终端。2、设置串口属性 串口通信时的属性设置是串口编程的关键问题，许多串口通信时的错误都与串口的设置相关，所以编程时应特别注意这些设置，最常见的设置包括波特率、奇偶校验和停止位以及流控制等。 在Linux中，串口被作为终端I/O，它的参数设置需要使用struct termios结构体，这个结构体在termio.h文件中定义，且应在程序中包含这个头文

3、件。 typedef unsigned char cc_t ; typedef unsigned int speed_t ; typedef unsigned int tcflag_t ; struct termios tcflag_t c_iflag ; /*输入模式标志*/ tcflag_t c_oflag ; /*输出模式标志*/ tcflag_t c_cflag ; /*控制模式标志*/ tcflag_t c_lflag ; /*本地模式标志*/ tcflag_t c_line ; /*行规程类型，一般应用程序不使用*/ cc_t c_ccNCC; /*控制字符*/ speed_t c

4、_ispeed ; /*输入数据波特率*/ speed_t c_ospeed ; /*输出数据波特率*/ ; 串口的设置主要是设置这个结构体的各成员值，然后利用该结构体将参数传给硬件驱动程序。在Linux中，串口以串行终端的方式进行处理，因而，可以使用tcgetattr()/tcsetattr()函数获取/设置串口的参数。 int tcgetattr( int fd, struct termios *termios_p ); int tcsetattr( int fd, int optional_actions , struct termios *termios_p ); 这两个参数都有一个批

5、向termios结构体的指针作为参数，用于返回当前终端的属性或设置该终端的属性。参数fd就是用open()函数打开的终端文件句柄，而串口就是用open()打开的串口设备文件句柄。tcsetattr()函数的optional_action参数用于指定新设定的参数起作用的时间，其设定值可以为： TCSANOW 改变立即生效 TCSADRAIN 在所有的输出都被传输后改变生效，适用于更改影响输出参数的情况。 TCSAFLUSH 在所有输出都被传输后改变生效，丢弃所有末读入的输入（清空输入缓 存）。（1）设置波特率 使用cfsetospeed()/cfsetispeed()函数设置波特率，它们分别用于

6、在termios结构体中设置输出和输入的波特率。设置波特率可以使用波特率常数，其定义为字母“B速率”，如B19200就是波特率为19200bps，B115200就是波特率为115200bps。int cfsetispeed( struct termios *termios_p, speed_t speed ); /speed为波特率常数int cfsetospeed( struct termios *termios_p, speed_t speed );例 ：cfsetispeed( ttys0_opt, B115200 );cfsetospeed( ttys0_opt, B115200 );

7、（2）设置控制模式标志 控制模式标志c_cflag主要用于设置串口对DCD信号状态检测、硬件流控制、字符位宽、停止位和奇偶校验等，常用标志位如下：CLOCAL 忽略DCD信号，若不使用MODEM，或没有串口没有CD脚就设置此标志CREAD 启用接收装置，可以接收字符CRTSCTS启用硬件流控制，对于许多三线制的串不应使用，需设置CRTCTSCSIZE 字符位数掩码，常用CS8CSTOPB 使用两个停止位，若用一位应设置CSTOPBPARENB 启用奇偶校验 例如，下面的代码将串口设置为忽略DCD信号，启用接收装置，关闭硬件流控制，传输数据时使用8位数据位和一位停止位（8N1），不使用奇偶校验。

8、 struct temios ttys0 ttyso_opt.c_cflag |= CLOCAL | CREAD ; /将CLOCAL与CREAD位设置为1 ttys0_opt.c_cflag &= CRTSCTS ; /将硬件流控制位CRTSCTS清0，其他位不变 ttys0_opt.c_cflag & CSIZE ； /清除数据位掩码 ttys0_opt.c_cflag |= CS8 ; /设置8位数据位标志CS8 ttys0_opt.c_cflag &= (PARENB|CSTOPB);/使用1位停止位，停用奇偶校验（3）设置本地模式标志 本地模式标志c_lflag主要用于设置终端与用户

9、的交互方式，常见的设置标志位有ICANON，ECHO和ECHOE等。其中，ICANON标志位用于实现规范输入，即read()读到行结束符后返回，常用于终端的处理；若串口用于发送/接收数据，则应清除此标志，使用非规范模式(raw mode)。非规范模式中，输入数据不组成行，不处规范模式中的特殊字符。在规范模式中，当设置ECHO标志位时，用户向终端输入的字符将被回传给用户；当设置ECHOE标志位时，用户输入退格键时，则回传“退格空格退格”序列给用户，使得退格键覆盖的字符从显示中消失，这样更符合用户的习惯（若未设置此标志，输入退格键时，则光标回退一个字符，但原有的字符未从显示中消失）。（4）设置输入

10、模式标志 输入模式标志c_iflag主要用于控制串口的输入特性，常用的设置有IXOFF和IXON，分别用于软件流控制。其中，IXOFF用于防止输入缓冲区溢出；IXON则是在输入数据中识别软件流控制标志。由于许多嵌入式系统无法使用硬件流控制，因此，只能使用软件流控制数据传输的速度，但是，它可能降低串口数据传输效率。启用软件流控制的代码如下： ttys0_opt.c_iflag |= IXOFF|IXON ;（5）设置输出模式标志 输出模式标志c_oflag主要用于对串口在规范模式时输出的特殊字符处理，而对非规范模式无效。（6）设置控制字符 在非规范模式中，控制字符数组c_cc中的变量c_ccVM

11、IN和c_ccVTIME用于设置read()返回前读到的最少字节数和读超时时间，其值分为四种情况： (a)c_ccVMIN0，c_ccVTIME0 读到一个字节后，启动定时器，其超时时间为c_ccVTIME,read()返回的条件为至少读到c_ccVMIN个字符或定时器超期。 (b)c_ccVMIN0, c_ccVTIME =0 只要读到数据的字节数大于等于c_ccVMIN，则read()返回；否则，将无限期阻塞等待。 (c)c_ccVMIN = 0, c_ccVTIME0 只要读到数据，则read()返回；若定时器超期（定时时间c_ccVTIME）却未读到数据，则read()返回0； (d)

12、c_ccVMIN = 0, c_ccVTIME = 0 若有数据，则read()读取指定数量的数据后返回；若没有数据，则read()返回0；在termios结构体中填写完这些参数后，接下来就可以使用tcsetattr()函数设置串口的属性。 tcsetattr( fd, &old_opt ); /将原有的设置保存到old_opt，以便程序结束后恢复 tcsetattr( fd, TCSANOW, &ttsy0_opt );3、清空发送/接收缓冲区 为保证读/写操作不被串口缓冲区中原有的数据干拢，可以在读/写数据前用tcflush()函数清空串口发送/接收缓冲区。tcflush()函数的参数可为

13、： TCIFLUSH 清空输入队列 TCOFLUSH 清空输出队列 TCIOFLUSH 同时清空输入和输出队列4、从串口读写数据 串口的数据读/写与普通文件的读/写一样，都是使用read()/write()函数实现。 n = write( fd, buf, len ); /将buf中len个字节的数据从串口输出，返回输出的字节数 n = read( fd, buf, len ); /从串口读入len个字节的数据并放入buf, 返回读取的字节数5、关闭串口 关闭串口的操作很简单，将打开的串口设备文件句柄关闭即可。 close(fd);Linux 串口读写(二) 例子 下面是一个简单的读取串口数据

14、的例子，使用了上面定义的一些函数和头文件 /* * 代码说明：使用串口二测试的，发送的数据是字符，但是没有发送字符串结束符号， * 所以接收到后，后面加上了结束符号。我测试使用的是单片机发送数据到第二个串口，测试通过。 */ #define FALSE -1 #define TRUE 0 /*/ int OpenDev(char *Dev) /Dev 就是设备，设备就是文件，就是给出该设备文件的路径 int fd = open(Dev, O_RDWR ); /| O_NOCTTY | O_NDELAY if (-1 = fd) perror(Cant Open Serial Port); re

15、turn -1; else return fd; int main(int argc, char *argv) int fd; int nread; char buff512; char *dev = /dev/ttyS1; /串口二 fd = OpenDev(dev); set_speed(fd, 19200); if (set_Parity(fd, 8, 1, N) = FALSE) printf(Set Parity Errorn); exit (0); while (1) /循环读取数据 while (nread = read(fd, buff, 512)0) printf(nLen

16、%dn, nread); buffnread+1 = 0; printf(n%s, buff); /close(fd); / exit (0); 1、虚拟机下使用串口的方法 使用vmwave，默认串口设备是没有添加的，通过vmwave将设备加入即可正常使用串口。虚拟机串口打开后，可能会占用windows下的串口。另外，虚拟机的串口收发比正常的速度的确要慢许多。 2、消除Linux串口收发的一些规则 Linux 串口收发有许多模式，如： （1） 接收返回模式： 如果串口没有接收到数据，read()函数不返回。 （2） 数据接收n才返回接收的数据，否则read()函数返回0 （3） 特殊字符解析问

17、题，部分特殊字符接收/发送时，会被屏蔽或者转义。如发送0x0A 接收变为0x0A 0x0A ，0x0D被屏蔽等。 （4） 接收反馈：如串口接收到数据，立即将该数据发送出去。 （上面是我遇到的一些问题，可能表述不很清楚，呵呵。如果用于收发txt文件，一般不大注意。） 3、解决问题的方法是，消除这些默认规则，关键是struct termios 的参数影响。 struct termios tcflag_t c_iflag; /*/* 输入模式旗标 */ tcflag_t c_oflag; /*/* 输出模式旗标 */ tcflag_t c_cflag; /*/* 控制模式旗标 */ tcflag_t

18、 c_lflag; /*/* 区域模式旗标 */ cc_t c_line; /*/* 行控制 (line discipline) */ cc_t c_ccNCCS; /*/* 控制特性 */ ; 由于研究不深，如果要消除所有上面的规则，我是如下处理的 struct termios options; 串口打开方式： open (dev/ttyS0 , O_RDWR|O_NOCTTY| O_NDELAY ); 消除收发模式规则： options.c_lflag = 0; options.c_oflag = 0; options.c_iflag = 0; 消除字符屏蔽规则： options.c_cc

19、VINTR = 0; /*/* Ctrl-c */ options.c_ccVQUIT = 0; /*/* Ctrl- */ options.c_ccVERASE = 0; /*/* del */ options.c_ccVKILL = 0; /*/* */ options.c_ccVEOF = 0; /*/* Ctrl-d */ options.c_ccVTIME = 1; /*/* */ options.c_ccVMIN = 0; /*/* */ options.c_ccVSWTC = 0; /*/* */ options.c_ccVSTART = 0; /*/* Ctrl-q */ op

20、tions.c_ccVSTOP = 0; /*/* Ctrl-s */ options.c_ccVSUSP = 0; /*/* Ctrl-z */ options.c_ccVEOL = 0; /*/* */ options.c_ccVREPRINT = 0; /*/* Ctrl-r */ options.c_ccVDISCARD = 0; /*/* Ctrl-u */ options.c_ccVWERASE = 0; /*/* Ctrl-w */ options.c_ccVLNEXT = 0; /*/* Ctrl-v */ options.c_ccVEOL2 = 0; /*/* */ 以上设置

21、，在其它参数串口设置前执行，如果你需要保留部分参数，请参阅在RedHat Feroda 4 下编译通过 = = = = = = = = = = = 非阻塞read= = = = = = = = = = = Q：在调用串口read(fd, buff, len);时,如果串口没有数据,会停在read处,请问有没有办法让这个read动作中止? A：使用非阻塞方式select函数（I/O多工机制）或者open的时候加O_NONBLOCK参数。 int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct ti

22、meval * timeout);关于这个函数的使用我会在下篇blog中整理。 = = = = = = = = = = = 串口收发源码= = = = = = = = = = = 一下代码已经经过我测试，没有问题。开发环境Redhat9，运行环境s3c2410 = = = = = = receive.c= = = = = = #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define TRUE 1 /初始化串口选项： void setTermios(struct termios

23、 * pNewtio, int uBaudRate) bzero(pNewtio, sizeof(struct termios); /* clear struct for new port settings */ /8N1 pNewtio-c_cflag = uBaudRate | CS8 | CREAD | CLOCAL; pNewtio-c_iflag = IGNPAR; pNewtio-c_oflag = 0; pNewtio-c_lflag = 0; /non ICANON /* initialize all control characters default values can

24、be found in /usr/include/termios.h, and are given in the comments, but we dont need them here */ pNewtio-c_ccVINTR = 0; /* Ctrl-c */ pNewtio-c_ccVQUIT = 0; /* Ctrl- */ pNewtio-c_ccVERASE = 0; /* del */ pNewtio-c_ccVKILL = 0; /* */ pNewtio-c_ccVEOF = 4; /* Ctrl-d */ pNewtio-c_ccVTIME = 5; /* inter-ch

25、aracter timer, timeout VTIME*0.1 */ pNewtio-c_ccVMIN = 0; /* blocking read until VMIN character arrives */ pNewtio-c_ccVSWTC = 0; /* 0 */ pNewtio-c_ccVSTART = 0; /* Ctrl-q */ pNewtio-c_ccVSTOP = 0; /* Ctrl-s */ pNewtio-c_ccVSUSP = 0; /* Ctrl-z */ pNewtio-c_ccVEOL = 0; /* 0 */ pNewtio-c_ccVREPRINT =

26、0; /* Ctrl-r */ pNewtio-c_ccVDISCARD = 0; /* Ctrl-u */ pNewtio-c_ccVWERASE = 0; /* Ctrl-w */ pNewtio-c_ccVLNEXT = 0; /* Ctrl-v */ pNewtio-c_ccVEOL2 = 0; /* 0 */ #define BUFSIZE 512 int main(int argc, char *argv) int fd; int nread; char buffBUFSIZE; struct termios oldtio, newtio; struct timeval tv; c

27、har *dev =/dev/ttyS1; fd_set rfds; if (fd = open(dev, O_RDWR | O_NOCTTY)0) if (FD_ISSET(fd, &rfds) nread=read(fd, buff, BUFSIZE); printf(readlength=%dn, nread); buffnread=0; printf(%sn, buff); tcsetattr(fd, TCSANOW, &oldtio); close(fd); = = = = = send.c= = = = = = #include #include #include #include

28、 #include #include #include #include #include /初始化串口选项： void setTermios(struct termios * pNewtio, int uBaudRate) bzero(pNewtio, sizeof(struct termios); /* clear struct for new port settings */ /8N1 pNewtio-c_cflag = uBaudRate | CS8 | CREAD | CLOCAL; pNewtio-c_iflag = IGNPAR; pNewtio-c_oflag = 0; pNe

29、wtio-c_lflag = 0; /non ICANON /* initialize all control characters default values can be found in /usr/include/termios.h, and are given in the comments, but we dont need them here */ pNewtio-c_ccVINTR = 0; /* Ctrl-c */ pNewtio-c_ccVQUIT = 0; /* Ctrl- */ pNewtio-c_ccVERASE = 0; /* del */ pNewtio-c_cc

30、VKILL = 0; /* */ pNewtio-c_ccVEOF = 4; /* Ctrl-d */ pNewtio-c_ccVTIME = 5; /* inter-character timer, timeout VTIME*0.1 */ pNewtio-c_ccVMIN = 0; /* blocking read until VMIN character arrives */ pNewtio-c_ccVSWTC = 0; /* 0 */ pNewtio-c_ccVSTART = 0; /* Ctrl-q */ pNewtio-c_ccVSTOP = 0; /* Ctrl-s */ pNe

31、wtio-c_ccVSUSP = 0; /* Ctrl-z */ pNewtio-c_ccVEOL = 0; /* 0 */ pNewtio-c_ccVREPRINT = 0; /* Ctrl-r */ pNewtio-c_ccVDISCARD = 0; /* Ctrl-u */ pNewtio-c_ccVWERASE = 0; /* Ctrl-w */ pNewtio-c_ccVLNEXT = 0; /* Ctrl-v */ pNewtio-c_ccVEOL2 = 0; /* 0 */ int main(int argc, char *argv) int fd; int nCount, nT

32、otal, i; struct termios oldtio, newtio; char *dev =/dev/ttyS1; if (argc!=3) | (sscanf(argv1, %d, &nTotal) != 1) printf(err: need tow arg!n); return -1; if (fd = open(dev, O_RDWR | O_NOCTTY)0) printf(err: cant open serial port!n); return -1; tcgetattr(fd, &oldtio); /* save current serial port setting

33、s */ setTermios(&newtio, B115200); tcflush(fd, TCIFLUSH); tcsetattr(fd, TCSANOW, &newtio); for (i=0; inTotal; i+) nCount=write(fd, argv2, strlen(argv2); printf(send datan); sleep(1); tcsetattr(fd, TCSANOW, &oldtio); close(fd); return 0; = = = = = =.makefile= = = = = = CC = /usr/local/arm/2.95.3/bin/

34、arm-linux-gcc all:receive send receive: receive.c $(CC) receive.c -o receive send: send.c $(CC) send.c -o send clean: -rm -rf testCOM receive send 到此基本就结束了，可能代码注释比较少些，写的太着急了，等有时间整理一下。最好再看看上一篇blog这样能更好的理解串口。 #include#include#include#define STDIN 0 /* file descriptor for standard input */ main() struc

35、t timeval tv; fd_set readfds; tv.tv_sec = 2; tv.tv_usec = 500000; FD_ZERO(&readfds); FD_SET(STDIN,&readfds); /* don&apost care about writefds and exceptfds: */ select(STDIN+1,&readfds, NULL, NULL,&tv); if (FD_ISSET(STDIN,&readfds) printf(A key was pressed!n); else printf(Timed out.n); 如果你是在一个 line buffered 终端上，那么你敲的键应该是回车 (RETURN)，否则无论如何它都会超时。现在，你可能回认为这就是在数据报套接字上等待数据的方式-你是对 的：它可能是。有些 Unix 系统可以按这种方式，而另外一些则不能。你 在尝试以前可能要先看看本系统的 man page 了。最后一件关于 select() 的事情：如果你有一个正在侦听 (listen() 的套 接字，你可以通过将该套接字的文件描述符加入到 readfds 集合中来看是 否有新的连接。这就是我关于函数select() 要讲的所有的东西。深入UNIX编程:一个简单聊天室的两种实现 (fcntl 和 select)-