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Linux 下串口編程入門

Posted on 2006-07-18 13:04 江邊之鳥 閱讀(412) 評論(0)  編輯 收藏 引用
Linux 操作系統(tǒng)從一開始就對串行口提供了很好的支持,本文就 Linux 下的串行口通訊編程進行簡單的介紹。

串口簡介

串行口是計算機一種常用的接口,具有連接線少,通訊簡單,得到廣泛的使用。常用的串口是 RS-232-C 接口(又稱 EIA RS-232-C)它是在 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是"數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準"該標準規(guī)定采用一個 25 個腳的 DB25 連接器,對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定,還對各種信號的電平加以規(guī)定。傳輸距離在碼元畸變小于 4% 的情況下,傳輸電纜長度應(yīng)為 50 英尺。

Linux 操作系統(tǒng)從一開始就對串行口提供了很好的支持,本文就 Linux 下的串行口通訊編程進行簡單的介紹,如果要非常深入了解,建議看看本文所參考的 《Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems》

計算機串口的引腳說明

序號 信號名稱 符號 流向 功能
2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD DTE→DCE DTE發(fā)送串行數(shù)據(jù)
3 接收數(shù)據(jù) RXD DTE←DCE DTE 接收串行數(shù)據(jù)
4 請求發(fā)送 RTS DTE→DCE DTE 請求 DCE 將線路切換到發(fā)送方式
5 允許發(fā)送 CTS DTE←DCE DCE 告訴 DTE 線路已接通可以發(fā)送數(shù)據(jù)
6 數(shù)據(jù)設(shè)備準備好 DSR DTE←DCE DCE 準備好
7 信號地        信號公共地
8 載波檢測 DCD DTE←DCE 表示 DCE 接收到遠程載波
20 數(shù)據(jù)終端準備好 DTR DTE→DCE DTE 準備好
22 振鈴指示 RI DTE←DCE 表示 DCE 與線路接通,出現(xiàn)振鈴




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串口操作

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(shù)庫定義*/
#include     <unistd.h>     /*Unix 標準函數(shù)定義*/
#include     <sys/types.h>  
#include     <sys/stat.h>   
#include     <fcntl.h>      /*文件控制定義*/
#include     <termios.h>    /*PPSIX 終端控制定義*/
#include     <errno.h>      /*錯誤號定義*/

												
										





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打開串口

在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下的

串口一 為 /dev/ttyS0

串口二 為 /dev/ttyS1

打開串口是通過使用標準的文件打開函數(shù)操作:

												
														int fd;
/*以讀寫方式打開串口*/
fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR);
if (-1 == fd){ 
/* 不能打開串口一*/ 
perror(" 提示錯誤!");
}

												
										





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設(shè)置串口

最基本的設(shè)置串口包括波特率設(shè)置,效驗位和停止位設(shè)置。

串口的設(shè)置主要是設(shè)置 struct termios 結(jié)構(gòu)體的各成員值。

												
														struct termio
{	unsigned short  c_iflag;	/* 輸入模式標志 */	
	unsigned short  c_oflag;		/* 輸出模式標志 */	
	unsigned short  c_cflag;		/* 控制模式標志*/	
	unsigned short  c_lflag;		/* local mode flags */	
	unsigned char  c_line;		    /* line discipline */	
	unsigned char  c_cc[NCC];    /* control characters */
};

												
										

設(shè)置這個結(jié)構(gòu)體很復(fù)雜,我這里就只說說常見的一些設(shè)置:

波特率設(shè)置

下面是修改波特率的代碼:

												
														struct  termios Opt;
tcgetattr(fd, &Opt);
cfsetispeed(&Opt,B19200);     /*設(shè)置為19200Bps*/
cfsetospeed(&Opt,B19200);
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);

												
										

設(shè)置波特率的例子函數(shù):

												
														/**
*@brief  設(shè)置串口通信速率
*@param  fd     類型 int  打開串口的文件句柄
*@param  speed  類型 int  串口速度
*@return  void
*/
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 set_speed(int fd, int speed){
	int   i; 
	int   status; 
	struct termios   Opt;
	tcgetattr(fd, &Opt); 
	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]);   
			status = tcsetattr(fd1, TCSANOW, &Opt);  
			if  (status != 0) {        
				perror("tcsetattr fd1");  
				return;     
			}    
			tcflush(fd,TCIOFLUSH);   
		}  
	}
}

												
										

效驗位和停止位的設(shè)置:

無效驗 8位 Option.c_cflag &= ~PARENB;
Option.c_cflag &= ~CSTOPB;
Option.c_cflag &= ~CSIZE;
Option.c_cflag |= ~CS8;
奇效驗(Odd) 7位 Option.c_cflag |= ~PARENB;
Option.c_cflag &= ~PARODD;
Option.c_cflag &= ~CSTOPB;
Option.c_cflag &= ~CSIZE;
Option.c_cflag |= ~CS7;
偶效驗(Even) 7位 Option.c_cflag &= ~PARENB;
Option.c_cflag |= ~PARODD;
Option.c_cflag &= ~CSTOPB;
Option.c_cflag &= ~CSIZE;
Option.c_cflag |= ~CS7;
Space效驗 7位 Option.c_cflag &= ~PARENB;
Option.c_cflag &= ~CSTOPB;
Option.c_cflag &= &~CSIZE;
Option.c_cflag |= CS8;

設(shè)置效驗的函數(shù):

												
														/**
*@brief   設(shè)置串口數(shù)據(jù)位,停止位和效驗位
*@param  fd     類型  int  打開的串口文件句柄
*@param  databits 類型  int 數(shù)據(jù)位   取值 為 7 或者8
*@param  stopbits 類型  int 停止位   取值為 1 或者2
*@param  parity  類型  int  效驗類型 取值為N,E,O,,S
*/
int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)
{ 
	struct termios options; 
	if  ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0) { 
		perror("SetupSerial 1");     
		return(FALSE);  
	}
	options.c_cflag &= ~CSIZE; 
	switch (databits) /*設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)*/
	{   
	case 7:		
		options.c_cflag |= CS7; 
		break;
	case 8:     
		options.c_cflag |= CS8;
		break;   
	default:    
		fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE);  
	}
switch (parity) 
{   
	case 'n':
	case 'N':    
		options.c_cflag &= ~PARENB;   /* Clear parity enable */
		options.c_iflag &= ~INPCK;     /* Enable parity checking */ 
		break;  
	case 'o':   
	case 'O':     
		options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* 設(shè)置為奇效驗*/  
		options.c_iflag |= INPCK;             /* Disnable parity checking */ 
		break;  
	case 'e':  
	case 'E':   
		options.c_cflag |= PARENB;     /* Enable parity */    
		options.c_cflag &= ~PARODD;   /* 轉(zhuǎn)換為偶效驗*/     
		options.c_iflag |= INPCK;       /* Disnable parity checking */
		break;
	case 'S': 
	case 's':  /*as no parity*/   
	    options.c_cflag &= ~PARENB;
		options.c_cflag &= ~CSTOPB;break;  
	default:   
		fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");    
		return (FALSE);  
	}  
/* 設(shè)置停止位*/  
switch (stopbits)
{   
	case 1:    
		options.c_cflag &= ~CSTOPB;  
		break;  
	case 2:    
		options.c_cflag |= CSTOPB;  
	   break;
	default:    
		 fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n");  
		 return (FALSE); 
} 
/* Set input parity option */ 
if (parity != 'n')   
	options.c_iflag |= INPCK; 
tcflush(fd,TCIFLUSH);
options.c_cc[VTIME] = 150; /* 設(shè)置超時15 seconds*/   
options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)   
{ 
	perror("SetupSerial 3");   
	return (FALSE);  
} 
return (TRUE);  
}

												
										

需要注意的是:

如果不是開發(fā)終端之類的,只是串口傳輸數(shù)據(jù),而不需要串口來處理,那么使用原始模式(Raw Mode)方式來通訊,設(shè)置方式如下:

												
														options.c_lflag  &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);  /*Input*/
options.c_oflag  &= ~OPOST;   /*Output*/

												
										





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讀寫串口

設(shè)置好串口之后,讀寫串口就很容易了,把串口當作文件讀寫就是。

  • 發(fā)送數(shù)據(jù)
    char  buffer[1024];int    Length;int    nByte;nByte = write(fd, buffer ,Length)
    

  • 讀取串口數(shù)據(jù)

    使用文件操作read函數(shù)讀取,如果設(shè)置為原始模式(Raw Mode)傳輸數(shù)據(jù),那么read函數(shù)返回的字符數(shù)是實際串口收到的字符數(shù)。

    可以使用操作文件的函數(shù)來實現(xiàn)異步讀取,如fcntl,或者select等來操作。

    char  buff[1024];int    Len;int  readByte = read(fd,buff,Len);
    





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關(guān)閉串口

關(guān)閉串口就是關(guān)閉文件。

												
														close(fd);

												
										





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例子

下面是一個簡單的讀取串口數(shù)據(jù)的例子,使用了上面定義的一些函數(shù)和頭文件

												
														/**********************************************************************代碼說明:使用串口二測試的,發(fā)送的數(shù)據(jù)是字符,
但是沒有發(fā)送字符串結(jié)束符號,所以接收到后,后面加上了結(jié)束符號。我測試使用的是單片機發(fā)送數(shù)據(jù)到第二個串口,測試通過。
**********************************************************************/
#define FALSE  -1
#define TRUE   0
/*********************************************************************/
int OpenDev(char *Dev)
{
	int	fd = open( Dev, O_RDWR );         //| O_NOCTTY | O_NDELAY	
	if (-1 == fd)	
	{ 			
		perror("Can't Open Serial Port");
		return -1;		
	}	
	else	
		return fd;
}
int main(int argc, char **argv){
	int fd;
	int nread;
	char buff[512];
	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 Error\n");
		exit (0);
	}
while (1) //循環(huán)讀取數(shù)據(jù)
{   
	while((nread = read(fd, buff, 512))>0)
	{ 
		printf("\nLen %d\n",nread); 
		buff[nread+1] = '\0';   
		printf( "\n%s", buff);   
	}
}
	//close(fd);  
	// exit (0);
}

												
										


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