1.串口操作需要的頭文件#include <stdio.h> //標準輸入輸出定義
#include <stdlib.h> //標準函數庫定義
#include <unistd.h> //Unix標準函數定義
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> //文件控制定義
#include <termios.h> //POSIX中斷控制定義
#include <errno.h> //錯誤號定義
2.打開串口串口位于/dev中，可作為標準文件的形式打開，其中：
串口1 /dev/ttyS0
串口2 /dev/ttyS1
代碼如下：
int fd;
fd = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR);
if(fd == -1)
{
Perror(“串口1打開失敗！”);
}
//else
//fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY);
除了使用O_RDWR標志之外，通常還會使用O_NOCTTY和O_NDELAY這兩個標志。
O_NOCTTY：告訴Unix這個程序不想成為“控制終端”控制的程序，不說明這個標志的話，任何輸入都會影響你的程序。
O_NDELAY：告訴Unix這個程序不關心DCD信號線狀態，即其他端口是否運行，不說明這個標志的話，該程序就會在DCD信號線為低電平時停止。
3.設置波特率最基本的串口設置包括波特率、校驗位和停止位設置，且串口設置主要使用termios.h頭文件中定義的termios結構，如下：
struct termios
{
tcflag_t c_iflag; //輸入模式標志
tcflag_t c_oflag; //輸出模式標志
tcflag_t c_cflag; //控制模式標志
tcflag_t c_lflag; //本地模式標志
cc_t c_line; //line discipline
cc_t c_cc[NCC]; //control characters
}
代碼如下：
int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, };
int name_arr[] = {38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, };
void SetSpeed(int fd, int speed)
{
int i;
struct termios Opt; //定義termios結構
if(tcgetattr(fd, &Opt) != 0)
{
perror(“tcgetattr fd”);
return;
}
for(i = 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++)
{
if(speed == name_arr[i])
{
tcflush(fd, TCIOFLUSH);
cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]);
cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);
if(tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt) != 0)
{
perror(“tcsetattr fd”);
return;
}
tcflush(fd, TCIOFLUSH);
}
}
}
注意tcsetattr函數中使用的標志：
TCSANOW：立即執行而不等待數據發送或者接受完成。
TCSADRAIN：等待所有數據傳遞完成后執行。
TCSAFLUSH：Flush input and output buffers and make the change
4.設置數據位、停止位和校驗位
以下是幾個數據位、停止位和校驗位的設置方法：（以下均為1位停止位）
8位數據位、無校驗位：
Opt.c_cflag &= ~PARENB;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS8;
7位數據位、奇校驗：
Opt.c_cflag |= PARENB;
Opt.c_cflag |= PARODD;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
7位數據位、偶校驗：
Opt.c_cflag |= PARENB;
Opt.c_cflag &= ~PARODD;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
7位數據位、Space校驗：
Opt.c_cflag &= ~PARENB;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
代碼如下：
int SetParity(int fd, int databits, int stopbits, int parity)
{
struct termios Opt;
if(tcgetattr(fd, &Opt) != 0)
{
perror("tcgetattr fd");
return FALSE;
}
Opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); //一般必設置的標志
switch(databits) //設置數據位數
{
case 7:
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS8;
berak;
default:
fprintf(stderr, "Unsupported data size.\n");
return FALSE;
}
switch(parity) //設置校驗位
{
case 'n':
case 'N':
Opt.c_cflag &= ~PARENB; //清除校驗位
Opt.c_iflag &= ~INPCK; //enable parity checking
break;
case 'o':
case 'O':
Opt.c_cflag |= PARENB; //enable parity
Opt.c_cflag |= PARODD; //奇校驗
Opt.c_iflag |= INPCK //disable parity checking
break;
case 'e':
case 'E':
Opt.c_cflag |= PARENB; //enable parity
Opt.c_cflag &= ~PARODD; //偶校驗
Opt.c_iflag |= INPCK; //disable pairty checking
break;
case 's':
case 'S':
Opt.c_cflag &= ~PARENB; //清除校驗位
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB; //??????????????
Opt.c_iflag |= INPCK; //disable pairty checking
break;
default:
fprintf(stderr, "Unsupported parity.\n");
return FALSE;
}
switch(stopbits) //設置停止位
{
case 1:
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2:
Opt.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr, "Unsupported stopbits.\n");
return FALSE;
}
opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
opt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
opt.c_oflag &= ~OPOST;
opt.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL); //添加的
opt.c_iflag &= ~(ICRNL | INLCR);
opt.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); //添加的
tcflush(fd, TCIFLUSH);
Opt.c_cc[VTIME] = 0; //設置超時為15sec
Opt.c_cc[VMIN] = 0; //Update the Opt and do it now
if(tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt) != 0)
{
perror("tcsetattr fd");
return FALSE;
}
return TRUE;
}
5.某些設置項在第四步中我們看到一些比較特殊的設置，下面簡述一下他們的作用。
c_cc數組的VSTART和VSTOP元素被設定成DC1和DC3，代表ASCII標準的XON和XOFF字符，如果在傳輸這兩個字符的時候就傳不過去，需要把軟件流控制屏蔽，即：
Opt.c_iflag &= ~ (IXON | IXOFF | IXANY);
有時候，在用write發送數據時沒有鍵入回車，信息就發送不出去，這主要是因為我們在輸入輸出時是按照規范模式接收到回車或換行才發送，而更多情況下我們是不必鍵入回車或換行的。此時應轉換到行方式輸入，不經處理直接發送，設置如下：
Opt.c_lflag &= ~ (ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
還存在這樣的情況：發送字符0X0d的時候，往往接收端得到的字符是0X0a，原因是因為在串口設置中c_iflag和c_oflag中存在從NL-CR和CR-NL的映射，即串口能把回車和換行當成同一個字符，可以進行如下設置屏蔽之：
Opt.c_iflag &= ~ (INLCR | ICRNL | IGNCR);
Opt.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL);
6.讀寫串口
發送數據方式如下，write函數將返回寫的位數或者當錯誤時為-1。
char buffer[1024];
int length;
int nByte;
nByte = write(fd, buffer, length);
讀取數據方式如下，原始數據模式下每個read函數將返回實際串口收到的字符數，如果串口中沒有字符可用，回叫將會阻塞直到以下幾種情況：有字符進入；一個間隔計時器失效；錯誤發送。
在打開串口成功后，使用fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY)語句，可以使read函數立即返回而不阻塞。FNDELAY選項使read函數在串口無字符時立即返回且為0。
char buffer[1024];
int length;
int readByte;
readByte = read(fd, buffer, len);
注意：設置為原始模式傳輸數據的話，read函數返回的字符數是實際串口收到的字符數。Linux下直接用read讀串口可能會造成堵塞，或者數據讀出錯誤，此時可使用tcntl或者select等函數實現異步讀取。用select先查詢com口，再用read去讀就可以避免上述錯誤。
7.關閉串口串口作為文件來處理，所以一般的關閉文件函數即可：
close(fd);
8.例子這個例子中，需要打開串口1，設置9600波特率、8位數據位、1位停止位以及空校驗，之后利用while語句循環判斷串口中是否可以讀出數據，將串口中數據連續讀出后重新寫回到串口中。
該程序可與minicom聯合測試。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>
main()
{
int fd;
int i;
int len;
int n = 0;
char read_buf[256];
char write_buf[256];
struct termios opt;
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY); //默認為阻塞讀方式
if(fd == -1)
{
perror("open serial 0\n");
exit(0);
}
tcgetattr(fd, &opt);
cfsetispeed(&opt, B9600);
cfsetospeed(&opt, B9600);
if(tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt) != 0 )
{
perror("tcsetattr error");
return -1;
}
opt.c_cflag &= ~CSIZE;
opt.c_cflag |= CS8;
opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
opt.c_cflag &= ~PARENB;
opt.c_cflag &= ~INPCK;
opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
opt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
opt.c_oflag &= ~OPOST;
opt.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL); //添加的
opt.c_iflag &= ~(ICRNL | INLCR);
opt.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); //添加的
opt.c_cc[VTIME] = 0;
opt.c_cc[VMIN] = 0;
tcflush(fd, TCIOFLUSH);
printf("configure complete\n");
if(tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt) != 0)
{
perror("serial error");
return -1;
}
printf("start send and receive data\n");
while(1)
{
n = 0;
len = 0;
bzero(read_buf, sizeof(read_buf)); //類似于memset
bzero(write_buf, sizeof(write_buf));
while( (n = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf))) > 0 )
{
for(i = len; i < (len + n); i++)
{
write_buf[i] = read_buf[i - len];
}
len += n;
}
write_buf[len] = '\0';
printf("Len %d \n", len);
printf("%s \n", write_buf);
n = write(fd, write_buf, len);
printf("write %d chars\n",n);
sleep(2);
}
}
9.附錄
c_cflag用于設置控制參數，除了波特率外還包含以下內容：
EXTA External rate clock
EXTB External rate clock
CSIZE Bit mask for data bits
CS5 5個數據位
CS6 6個數據位
CS7 7個數據位
CS8 8個數據位
CSTOPB 2個停止位（清除該標志表示1個停止位
PARENB 允許校驗位
PARODD 使用奇校驗（清除該標志表示使用偶校驗）
CREAD Enable receiver
HUPCL Hangup (drop DTR) on last close
CLOCAL Local line – do not change “owner” of port
LOBLK Block job control outpu
c_cflag標志可以定義CLOCAL和CREAD，這將確保該程序不被其他端口控制和信號干擾，同時串口驅動將讀取進入的數據。CLOCAL和CREAD通常總是被是能的。
c_lflag用于設置本地模式，決定串口驅動如何處理輸入字符，設置內容如下：
ISIG Enable SIGINTR, SIGSUSP, SIGDSUSP, and SIGQUIT signals
ICANON Enable canonical input (else raw)
XCASE Map uppercase \lowercase (obsolete)
ECHO Enable echoing of input characters
ECHOE Echo erase character as BS-SP-BS
ECHOK Echo NL after kill character
ECHONL Echo NL
NOFLSH Disable flushing of input buffers after interrupt or quit characters
IEXTEN Enable extended functions
ECHOCTL Echo control characters as ^char and delete as ~?
ECHOPRT Echo erased character as character erased
ECHOKE BS-SP-BS entire line on line kill
FLUSHO Output being flushed
PENDIN Retype pending input at next read or input char
TOSTOP Send SIGTTOU for background output
c_iflag用于設置如何處理串口上接收到的數據，包含如下內容：
INPCK Enable parity check
IGNPAR Ignore parity errors
PARMRK Mark parity errors
ISTRIP Strip parity bits
IXON Enable software flow control (outgoing)
IXOFF Enable software flow control (incoming)
IXANY Allow any character to start flow again
IGNBRK Ignore break condition
BRKINT Send a SIGINT when a break condition is detected
INLCR Map NL to CR
IGNCR Ignore CR
ICRNL Map CR to NL
IUCLC Map uppercase to lowercase
IMAXBEL Echo BEL on input line too long
c_oflag用于設置如何處理輸出數據，包含如下內容：
OPOST Postprocess output (not set = raw output)
OLCUC Map lowercase to uppercase
ONLCR Map NL to CR-NL
OCRNL Map CR to NL
NOCR No CR output at column 0
ONLRET NL performs CR function
OFILL Use fill characters for delay
OFDEL Fill character is DEL
NLDLY Mask for delay time needed between lines
NL0 No delay for NLs
NL1 Delay further output after newline for 100 milliseconds
CRDLY Mask for delay time needed to return carriage to left column
CR0 No delay for CRs
CR1 Delay after CRs depending on current column position
CR2 Delay 100 milliseconds after sending CRs
CR3 Delay 150 milliseconds after sending CRs
TABDLY Mask for delay time needed after TABs
TAB0 No delay for TABs
TAB1 Delay after TABs depending on current column position
TAB2 Delay 100 milliseconds after sending TABs
TAB3 Expand TAB characters to spaces
BSDLY Mask for delay time needed after BSs
BS0 No delay for BSs
BS1 Delay 50 milliseconds after sending BSs
VTDLY Mask for delay time needed after VTs
VT0 No delay for VTs
VT1 Delay 2 seconds after sending VTs
FFDLY Mask for delay time needed after FFs
FF0 No delay for FFs
FF1 Delay 2 seconds after sending FFs
c_cc定義了控制字符，包含以下內容：
VINTR Interrupt CTRL-C
VQUIT Quit CTRL-Z
VERASE Erase Backspace (BS)
VKILL Kill-line CTRL-U
VEOF End-of-file CTRL-D
VEOL End-of-line Carriage return (CR)
VEOL2 Second end-of-line Line feed (LF)
VMIN Minimum number of characters to read
VSTART Start flow CTRL-Q (XON)
VSTOP Stop flow CTRL-S (XOFF)
VTIME Time to wait for data (tenths of seconds)
注意：控制符VTIME和VMIN之間有復雜的關系。VTIME定義要求等待的時間（百毫米，通常是unsigned char變量），而VMIN定義了要求等待的最小字節數（相比之下，read函數的第三個參數指定了要求讀的最大字節數）。
如果VTIME=0，VMIN=要求等待讀取的最小字節數，read必須在讀取了VMIN個字節的數據或者收到一個信號才會返回。
如果VTIME=時間量，VMIN=0，不管能否讀取到數據，read也要等待VTIME的時間量。
如果VTIME=時間量，VMIN=要求等待讀取的最小字節數，那么將從read讀取第一個字節的數據時開始計時，并會在讀取到VMIN個字節或者VTIME時間后返回。
如果VTIME=0，VMIN=0，不管能否讀取到數據，read都會立即返回。