Linux应用之串口编程
/声明：本人只是见到这篇文章对我帮助很大才转载的，但是这个完整的程序里面本来有语法错误的，现在让我改过来了/
Author :tiger-john
WebSite :blog.csdn.net/tigerjb
Email ：jibo.tiger@gmail.com
Update-Time : 2011年2月14日星期一
Tiger声明：本人鄙视直接复制本人文章而不加出处的个人或团体，
但不排斥别人转载tiger-john的文章，只是请您注明出处并和本人
联系或留言给我。3Q
前面已经提到过Linux下皆为文件，这当然也包括我们今天的主角àUART0串口。因此对他的一切操作都和文件的操作一样（涉及到了open,read,write,close等文件的基本操作）。
一．Linux下的串口编程又那几部分组成
打开串口
串口初始化
读串口或写串口
关闭串口
二．串口的打开
既然串口在linux中被看作了文件，那么在对文件进行操作前先要对其进行打开操作。
1.在Linxu中，串口设备是通过串口终端设备文件来访问的，即通过访问/dev/ttyS0,/dev/ttyS1,/dev/ttyS2这些设备文件实现对串口的访问。
2.调用open()函数来代开串口设备，对于串口的打开操作，必须使用O_NOCTTY参数。
l O_NOCTTY:表示打开的是一个终端设备，程序不会成为该端口的控制终端。如果不使用此标志，任务一个输入(eg:键盘中止信号等)都将影响进程。
l O_NDELAY:表示不关心DCD信号线所处的状态（端口的另一端是否激活或者停止）。
3.打开串口模块有那及部分组成
1>调用open()函数打开串口，获取串口设备文件描述符
2>获取串口状态，判断是否阻塞
3>测试打开的文件描述符是否为终端设备
4程序:
/*****************************************************************
名称： UART0_Open
功能： 打开串口并返回串口设备文件描述
入口参数： fd :文件描述符 port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*****************************************************************/
int UART0_Open(int fd,char* port)
{
fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);if (FALSE == fd){perror("Can't Open Serial Port");return(FASLE);}
//判断串口的状态是否为阻塞状态
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
{printf("fcntl failed!/n");return(FALSE);}
else
{
printf("fcntl=%d/n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
}
//测试是否为终端设备
if(0 == isatty(STDIN_FILENO))
{printf("standard input is not a terminal device/n");return(FALSE);}
else
{printf("isatty success!/n");}
printf(“fd->open=%d/n”,fd);
return fd;
}
三．串口的初始化
在linux中的串口初始化和前面的串口初始化一样。需要设置串口波特率，数据流控制，帧的格式(即数据位个数，停止位，校验位,数据流控制)
串口初始化模块有那几部分组成：
1>.设置波特率
2>设置数据流控制
2>设置帧的格式(即数据位个数，停止位，校验位)
John哥说明：
1>设置串口参数时要用到termios结构体,因此先要通过函数
tcgettattr(fd,&options)获得串口指向termios结构的指针。
2>通过cfsetispeed函数和cfsetospeed函数用来设置串口的输入/输出波特率。一般情况下，输入和输出波特率相等的。
3>设置数据位可以通过修改termios机构体中c_flag来实现。其中CS5,CS6,CS7,CS8对应数据位的5，6，7，8。在设置数据位时，必须要用CSIZE做位屏蔽。
4>数据流控制是使用何种方法来标志数据传输的开始和结束。
5>在设置完波特率，数据流控制，数据位，校验位，停止位，停止位后，还要设置最小等待时间和最小接收字符。
6>在完成配置后要通过tcsetattr()函数来激活配置。
3.程序：
/*******************************************************************
名称： UART0_Set
功能： 设置串口数据位，停止位和效验位
入口参数： fd 串口文件描述符
speed 串口速度flow_ctrl 数据流控制databits 数据位 取值为 7 或者8stopbits 停止位 取值为 1 或者2parity 效验类型 取值为N,E,O,,S
*出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{
int i;int status;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 };struct termios options;/*tcgetattr(fd,&options)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数,还可以测试配置是否正确，该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1.*/if ( tcgetattr( fd,&options) != 0){perror("SetupSerial 1"); return(FALSE); }//设置串口输入波特率和输出波特率for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++){if (speed == name_arr[i]){ cfsetispeed(&Options, speed_arr[i]); cfsetospeed(&Options, speed_arr[i]); }} //修改控制模式，保证程序不会占用串口options.c_cflag |= CLOCAL;//修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据options.c_cflag |= CREAD;//设置数据流控制switch(flow_ctrl){case 0 ://不使用流控制options.c_cflag &= ~CRTSCTS;break; case 1 ://使用硬件流控制options.c_cflag |= CRTSCTS;break;case 2 ://使用软件流控制options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;break;}//设置数据位options.c_cflag &= ~CSIZE; //屏蔽其他标志位switch (databits){ case 5 :options.c_cflag |= CS5;break;case 6 :options.c_cflag |= CS6;break;case 7 : options.c_cflag |= CS7;break;case 8: options.c_cflag |= CS8;break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data size/n");return (FALSE); }//设置校验位switch (parity){ case 'n':case 'N': //无奇偶校验位。options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_iflag &= ~INPCK; break; case 'o': case 'O'://设置为奇校验 options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); options.c_iflag |= INPCK; break; case 'e': case 'E'://设置为偶校验 options.c_cflag |= PARENB; options.c_cflag &= ~PARODD; options.c_iflag |= INPCK; break;case 's':case 'S': //设置为空格 options.c_cflag &= ~PARENB;options.c_cflag &= ~CSTOPB;break; default: fprintf(stderr,"Unsupported parity/n"); return (FALSE); } // 设置停止位 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);}//修改输出模式，原始数据输出options.c_oflag &= ~OPOST;//设置等待时间和最小接收字符options.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */ options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 *///如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取tcflush(fd,TCIFLUSH);//激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中）if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) {perror("com set error!/n"); return (FALSE); }return (TRUE);
}
/*******************************************************************
名称： UART0_Init()
功能： 串口初始化
入口参数： fd 文件描述符
speed 串口速度flow_ctrl 数据流控制databits 数据位 取值为 7 或者8stopbits 停止位 取值为 1 或者2parity 效验类型 取值为N,E,O,,S出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint databits,int stopbits,int parity)
{
int err;//设置串口数据帧格式if (UART0_Set(fd,115200,0,8,1,'N') == FALSE){ return FALSE;}else{return TRUE;}
}
注：
如果不是开发终端之类的，只是串口传输数据，而不需要串口来处理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式来通讯，设置方式如下：
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /Input/
options.c_oflag &= ~OPOST; /Output/
四． 串口的读写函数：
读写串口是通过使用read函数和write函数来实现的。程序
/*******************************************************************
名称： UART0_Recv
功能： 接收串口数据
入口参数： fd :文件描述符
rcv_buf :接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中data_len :一帧数据的长度出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len)
{
int len,fs_sel;fd_set fs_read;struct timeval time;FD_ZERO(&fs_read);FD_SET(fd,&fs_read);time.tv_sec = 10;time.tv_usec = 0;//使用select实现串口的多路通信fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);if(fs_sel){len = read(fd,data,data_len);return len;}else{return FALSE;}
}
/*******************************************************************
名称： UART0_Send
功能： 发送数据
入口参数： fd :文件描述符
send_buf :存放串口发送数据data_len :一帧数据的个数出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
{
int len = 0;len = write(fd,send_buf,data_len);if (len == data_len ){return len;} else {tcflush(fd,TCOFLUSH);return FALSE;}}
五． 关闭串口
在完成对串口设备的操作后，要调用close函数关闭该文件描述符。
程序：
/******************************************************
名称： UART0_Close
功能： 关闭串口并返回串口设备文件描述
入口参数： fd :文件描述符
出口参数： void
*******************************************************************/
void UART0_Close(int fd)
{
close(fd);
}
一． 一个完整程序
/Copyright©*******
** 西安邮电学院
** graduate school
** XNMS项目组
** WebSite :blog.csdn.net/tigerjb
**------------------------------------------FileInfo-------------------------------------------------------
** File name: main.c
** Last modified Date: 2011-01-31
** Last Version: 1.0
** Descriptions:
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Created by: 冀博
** Created date: 2011-01-31
** Version: 1.0
** Descriptions: The original version
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:
** Modified date:
** Version:
** Descriptions:
*******************************************************************/
//串口相关的头文件
#include<stdio.h> /*标准输入输出定义*/
#include<stdlib.h> /*标准函数库定义*/
#include<unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h> /*文件控制定义*/
#include<termios.h> /*PPSIX 终端控制定义*/
#include<errno.h> /*错误号定义*/
#include<string.h>//宏定义
#define FALSE -1
#define TRUE 0/*******************************************************************
* 名称： UART0_Open
* 功能： 打开串口并返回串口设备文件描述
* 入口参数： fd :文件描述符 port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
* 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Open(int fd,char* port)
{fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);if (FALSE == fd){perror("Can't Open Serial Port");return(FALSE);}//恢复串口为阻塞状态 if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0){printf("fcntl failed!\n");return(FALSE);} else{printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));}//测试是否为终端设备 if(0 == isatty(STDIN_FILENO)){printf("standard input is not a terminal device\n");return(FALSE);}else{printf("isatty success!\n");} printf("fd->open=%d\n",fd);return fd;
}
/*******************************************************************
* 名称： UART0_Close
* 功能： 关闭串口并返回串口设备文件描述
* 入口参数： fd :文件描述符 port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
* 出口参数： void
*******************************************************************/void UART0_Close(int fd)
{close(fd);
}/*******************************************************************
* 名称： UART0_Set
* 功能： 设置串口数据位，停止位和效验位
* 入口参数： fd 串口文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 数据流控制
* databits 数据位 取值为 7 或者8
* stopbits 停止位 取值为 1 或者2
* parity 效验类型 取值为N,E,O,,S
*出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{int i;int status;int speed_arr[] = { B115200, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300};int name_arr[] = {115200, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300};struct termios options;/*tcgetattr(fd,&options)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数还可以测试配置是否正确，该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1.*/if ( tcgetattr( fd,&options) != 0){perror("SetupSerial 1"); return(FALSE); }//设置串口输入波特率和输出波特率for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++){if (speed == name_arr[i]){ cfsetispeed(&options, speed_arr[i]); cfsetospeed(&options, speed_arr[i]); }} //修改控制模式，保证程序不会占用串口options.c_cflag |= CLOCAL;//修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据options.c_cflag |= CREAD;//设置数据流控制switch(flow_ctrl){case 0 ://不使用流控制options.c_cflag &= ~CRTSCTS;break; case 1 ://使用硬件流控制options.c_cflag |= CRTSCTS;break;case 2 ://使用软件流控制options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;break;}//设置数据位//屏蔽其他标志位options.c_cflag &= ~CSIZE;switch (databits){ case 5 :options.c_cflag |= CS5;break;case 6 :options.c_cflag |= CS6;break;case 7 : options.c_cflag |= CS7;break;case 8: options.c_cflag |= CS8;break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data size\n");return (FALSE); }//设置校验位switch (parity){ case 'n':case 'N': //无奇偶校验位。options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_iflag &= ~INPCK; break; case 'o': case 'O'://设置为奇校验 options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); options.c_iflag |= INPCK; break; case 'e': case 'E'://设置为偶校验 options.c_cflag |= PARENB; options.c_cflag &= ~PARODD; options.c_iflag |= INPCK; break;case 's':case 'S': //设置为空格 options.c_cflag &= ~PARENB;options.c_cflag &= ~CSTOPB;break; default: fprintf(stderr,"Unsupported parity\n"); return (FALSE); } // 设置停止位 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);}//修改输出模式，原始数据输出options.c_oflag &= ~OPOST;options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);//我加的
//options.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON);//设置等待时间和最小接收字符options.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */ options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 *///如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取 刷新收到的数据但是不读tcflush(fd,TCIFLUSH);//激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中）if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) {perror("com set error!\n"); return (FALSE); }return (TRUE);
}
/*******************************************************************
* 名称： UART0_Init()
* 功能： 串口初始化
* 入口参数： fd : 文件描述符
* speed : 串口速度
* flow_ctrl 数据流控制
* databits 数据位 取值为 7 或者8
* stopbits 停止位 取值为 1 或者2
* parity 效验类型 取值为N,E,O,,S
*
* 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{int err;//设置串口数据帧格式if (UART0_Set(fd,19200,0,8,1,'N') == FALSE){ return FALSE;}else{return TRUE;}
}/*******************************************************************
* 名称： UART0_Recv
* 功能： 接收串口数据
* 入口参数： fd :文件描述符
* rcv_buf :接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中
* data_len :一帧数据的长度
* 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len)
{int len,fs_sel;fd_set fs_read;struct timeval time;FD_ZERO(&fs_read);FD_SET(fd,&fs_read);time.tv_sec = 10;time.tv_usec = 0;//使用select实现串口的多路通信fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);if(fs_sel){len = read(fd,rcv_buf,data_len);printf("I am right!(version1.2) len = %d fs_sel = %d\n",len,fs_sel);return len;}else{printf("Sorry,I am wrong!");return FALSE;}
}
/********************************************************************
* 名称： UART0_Send
* 功能： 发送数据
* 入口参数： fd :文件描述符
* send_buf :存放串口发送数据
* data_len :一帧数据的个数
* 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0
*******************************************************************/
int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
{int len = 0;len = write(fd,send_buf,data_len);if (len == data_len ){return len;} else {tcflush(fd,TCOFLUSH);return FALSE;}}int main(int argc, char **argv)
{int fd; //文件描述符int err; //返回调用函数的状态int len; int i;char rcv_buf[100]; char send_buf[20]="tiger john";if(argc != 3){printf("Usage: %s /dev/ttySn 0(send data)/1 (receive data) \n",argv[0]);return FALSE;}fd = UART0_Open(fd,argv[1]); //打开串口，返回文件描述符do{err = UART0_Init(fd,19200,0,8,1,'N');printf("Set Port Exactly!\n");}while(FALSE == err || FALSE == fd);if(0 == strcmp(argv[2],"0")){for(i = 0;i < 10;i++){len = UART0_Send(fd,send_buf,10);if(len > 0)printf(" %d send data successful\n",i);elseprintf("send data failed!\n");sleep(2);}UART0_Close(fd); }else{while (1) //循环读取数据{ len = UART0_Recv(fd, rcv_buf,9);if(len > 0){rcv_buf[len] = '\0';printf("receive data is %s\n",rcv_buf);printf("len = %d\n",len);}else{printf("cannot receive data\n");}sleep(2);} UART0_Close(fd); }
}/********************************************************************* End Of File **
*******************************************************************/
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