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入門教程 Linux操作系統(tǒng)下串口設(shè)置及編程

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用戶常見(jiàn)的數(shù)據(jù)通信的基本方式可分為并行通信和串行通信。

并行通信是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)資料的各位同時(shí)傳送。特點(diǎn)是傳輸速度快,適用于短距離通信,但要求傳輸速度較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

串行通信是指利用一條傳輸線將資料一位位的順序傳送。特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單,利用簡(jiǎn)單的線纜就可以實(shí)現(xiàn)通信,減低成本,適用于遠(yuǎn)距離通信,但傳輸速度慢的應(yīng)用場(chǎng)合。常用的串口有RS-232-C接口(全稱是“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(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”)。

UART控制器:可以工作在Interrupt(中斷)模式或者DMA(直接內(nèi)存訪問(wèn))模式。據(jù)有16字節(jié)的FIFO(先入先出寄存器),支持最高波特率可達(dá)到230.4Kbps。

UART操作:資料發(fā)送、資料接收、產(chǎn)生中斷、產(chǎn)生波特率、Loopback模式、紅外模式及自動(dòng)流控制模式。

串口設(shè)置包括:波特率、起始位數(shù)量、數(shù)據(jù)位數(shù)量、停止位數(shù)量和流控協(xié)議。在此可以配置波特率為115200、起始位為1b、數(shù)據(jù)位8b、停止位1b和無(wú)流控制協(xié)議。

串口一、串口二對(duì)應(yīng)設(shè)備名依次是“/dev/ttyS0”、“/dev/ttyS1”。

在Linux下對(duì)串口的讀寫可以使用簡(jiǎn)單的“read”、“write”函數(shù)完成,不同的是需要對(duì)串口的其它參數(shù)另作設(shè)置。

6.4.2 串口設(shè)置詳情

串口設(shè)置主要是設(shè)置struct termios結(jié)構(gòu)體成員值:

#includetermios.h>

Struct termio

{

       unsigned short c_iflag;          /*輸入模式標(biāo)志*/

       unsigned short c_oflag;         /*輸出模式標(biāo)志*/

       unsigned short c_cflag;         /*控制模式標(biāo)志*/

       unsigned short c_lfag;           /*本地模式標(biāo)志*/

unsigned short c_line;           /*line discipline*/

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

};

通過(guò)對(duì)c_cflag的賦值,可以設(shè)置波特率、字符大小、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)位和硬件流控等。

設(shè)置串口屬性基本流程:

1.       保存原先串口配置

為了安全起見(jiàn)和以后調(diào)試程序方便,可先保存原先串口的配置,使用函數(shù)tcgetattr(fd,oldtio)。該函數(shù)得到與fd指向?qū)ο蟮南嚓P(guān)參數(shù),并將它們保存于lodtio引用的termios結(jié)構(gòu)中。該函數(shù)可以測(cè)試配置是否正確、該串口是否可用等。調(diào)試成功,函數(shù)返回0,失敗,函數(shù)返回-1.

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

{

        perror(“SetupSerial 1”);

        return -1;

}

2.       激活選項(xiàng)有CLOCAL和CREAD

CLOCAL和CREAD分別用于本地連接和接受使能,通過(guò)位掩碼的方式激活這兩個(gè)選項(xiàng)。

Newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

3.       設(shè)置波特率

設(shè)置波特率的函數(shù)主要有cfsetispeed和cfsetospeed。

cfsetispeed(newtio,B115200);

cfsetospeed(newtio,B115200);

一般地用戶需要將輸入輸出函數(shù)的波特率設(shè)置成一樣的。這幾個(gè)函數(shù)在成功時(shí)返回0,失敗-1。

4.       設(shè)置字符大小

沒(méi)有現(xiàn)成可用函數(shù),需要位掩碼。一般先去除數(shù)據(jù)位中的位掩碼,再重新按要求設(shè)置。

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

options.c_cflag |= CS8;

5.       設(shè)置奇偶校驗(yàn)位

先激活c_cflag中的校驗(yàn)位使能標(biāo)志PARENB和是否要進(jìn)行偶校驗(yàn),同時(shí)還要激活c_iflag中的奇偶校驗(yàn)使能。如使能奇校驗(yàn)時(shí),代碼如下:

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag |=PARODD;

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

而使能偶校驗(yàn)代碼為:

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag = ~PAROOD;

6.       設(shè)置停止位

通過(guò)激活c_cflag中的CSTOPB而實(shí)現(xiàn)的。若停止位為1,則清除CSTOPB,若停止位為0,則激活CSTOPB。下面是停止位為1時(shí)的代碼:

newtio.c_cflag = ~CSTOPB;

7.       設(shè)置最少字符和等待時(shí)間

在對(duì)接收字符和等待時(shí)間沒(méi)有特別要求的情況下,可以將其設(shè)置為0:

newtio.c_cc[VTIME] =0;

newtio.c_cc[VMIN]=0;

8.       處理要寫入的引用對(duì)象

在串口重新設(shè)置之后,在之前要寫入的引用對(duì)象要重新處理,可調(diào)用函數(shù)tcflush(fd,queue_selector)來(lái)處理要寫入引用的對(duì)象。對(duì)于為傳輸?shù)臄?shù)據(jù),或收到但未讀取的數(shù)據(jù),其處理方法取決于queue_selector的值。

Queue_selector可能取值:

TCIFLUSH:刷新收到的數(shù)據(jù)但不讀

TCOFLUSH:刷新寫入的數(shù)據(jù)但不傳送

TCIOLFLUSH:同時(shí)刷新收到的數(shù)據(jù)但不讀,并且刷新寫入的數(shù)據(jù)但不傳送

本例采用一:

tcflush(fd, TCIFLUSH)

9.       激活配置

用到函數(shù)tcsetattr:

函數(shù)原型:tcsetattr(fd,OPTION,newtio);

這里的newtio就是termios類型的變量,OPTION可能的取值如下:

TCSANOW:改變的配置立即生效

TCSADRAIN:改變的配置在所有寫入fd的輸出都結(jié)束后生效

TCSAFLUSH:改變的配置自愛(ài)所有寫入fd引用對(duì)象的輸出都被結(jié)束后生效,所有已接受但為讀入的輸入都在改變發(fā)生前丟棄。

該函數(shù)調(diào)用成功返回0,失敗-1.

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

{

       perror(“com set error”);

       return -1;

}

/*串口配置的完整函數(shù),為了函數(shù)的通用性,通常將常用的選項(xiàng)都在函數(shù)中列出,可大大方便以后用戶的調(diào)試使用

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

保存測(cè)試現(xiàn)有串口參數(shù)設(shè)置,在這里如果串口號(hào)等出錯(cuò),會(huì)有相關(guān)的出錯(cuò)信息

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

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

步驟一,設(shè)置字符大小

*/ newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

newtio.c_cflag = ~CSIZE;  /*

設(shè)置停止位

*/ switch(nBits) { case 7:    

newtio.c_cflag |=CS7;    

break; case 8:    

 newtio.c_cflag |=CS8;    

 break; } /*

設(shè)置奇偶校驗(yàn)位

*/ switch(nEvent) { case ‘O‘://奇數(shù)   

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

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

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

 newtio.c_cflag = ~PARODD; case ‘N‘://無(wú)奇偶校驗(yàn)位    newtio.c_cflag = ~PARENB;    break; } /*

設(shè)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; } /*

設(shè)置停止位*/ if(nStop==1)   

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

 newtio.c_cflag |= CSTOPB; /*

設(shè)置等待時(shí)間和最小接收字符

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

處理未接受字符

*/ 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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