最近参加了一个机器人比赛，机器人部分装置需要靠Arduino板来控制，一共两块不同型号的Arduino板，这两块板需要进行通信，还需要分别和电脑上的c++程序通信。我的电脑是Mac Pro 2016款，在Mac系统下实现了串口通信。Mac系统下的很多问题其实和Linux系统下的相似问题的解决方法类似。
- 了解串口通信原理，搜索关键词“Linux系统c++实现串口通信例程”，有很多文档和教程可以学习。
- 提供一段历程代码。
#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 "string.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*/
#define FALSE -1
#define TRUE 0
/*********************************************************************/
int OpenDev(char *Dev)
{
int fd = open( Dev, O_RDWR | O_NOCTTY ); //| O_NOCTTY | O_NDELAY
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return -1;
}
else
return fd;
}
/**
*@brief 设置串口通信速率
*@param fd 类型 int 打开串口的文件句柄
*@param speed 类型 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(fd, TCSANOW, &Opt);
if (status != 0) {
perror("tcsetattr fd1");
return;
}
tcflush(fd,TCIOFLUSH);
}
}
}
/**
*@brief 设置串口数据位，停止位和效验位
*@param fd 类型 int 打开的串口文件句柄
*@param databits 类型 int 数据位 取值 为 7 或者8
*@param stopbits 类型 int 停止位 取值为 1 或者2
*@param parity 类型 int 效验类型 取值为N,E,O,,S
*/
int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)
{
struct termios options;
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) {
perror("SetupSerial 1");
return(FALSE);
}
options.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits) /*设置数据位数*/
{
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); /* 设置为奇效验*/
options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case 'e':
case 'E':
options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */
options.c_cflag &= ~PARODD; /* 转换为偶效验*/
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);
}
/* 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);
}
/* Set input parity option */
if (parity != 'n')
options.c_iflag |= INPCK;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
options.c_cc[VTIME] = 150; /* 设置超时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);
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd, fd2;
int nread, nwrite;
char buff[512];
char buu = 'a';
char buu2 ;
char buu3 = 'c';
char *dev = "/dev/cu.usbmodem14311"; //串口二
char *dev2 = "/dev/cu.usbmodem14331";
fd = OpenDev(dev);
fd2 = OpenDev(dev2);
set_speed(fd,9600);
set_speed(fd2, 9600);
if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE)
{
printf("Set Parity Error/n");
exit (0);
}
if (set_Parity(fd2,8,1,'N') == FALSE)
{
printf("Set Parity Error/n");
exit (0);
}
printf("look1\n");
sleep(10);
nwrite = write(fd, &buu, 1);
//buff[nread+1] = '\0';
printf("%d\n%c\n", nwrite, buu);
sleep(10);
printf("Look2\n");
nread = read(fd, &buu2, 1);
//buff[nread+1] = '\0';
printf("%d\n%c\n", nread, buu2);
sleep(10);
printf("Look3\n");
nwrite = write(fd2, &buu2, 1);
printf("%d\n%c\n", nwrite, buu2);
sleep(10);
printf("Look4\n");
nread = read(fd2, &buu2, 1);
//buff[nread+1] = '\0';
printf("%d\n%c\n", nread, buu2);
sleep(10);
printf("Look5\n");
nwrite = write(fd2, &buu2, 1);
printf("%d\n%c\n", nwrite, buu2);
sleep(10);
printf("Look6\n");
nread = read(fd2, &buu2, 1);
//buff[nread+1] = '\0';
printf("%d\n%c\n", nread, buu2);
// }
//printf("Look\n");
close(fd);
//exit (0);
}
- 以上代码比较重要的几个函数的解释：首先dev[]和dev2[]需要记录串口（设备）的名字。查看设备名字的方法，打开终端，进入/dev目录下，使用命令ls查看当下连接的串口名字。
- fd = OpenDev(dev)，打开端口函数，确保串口名字没有问题就可以
- set_speed()，设置串口波特率参数，注意查询参数，否则会出现通信问题
- set_Parity()，设置奇偶校验位参数，注意查询参数，否则就出现通信问题
- 接下来就是使用read()函数进行串口的读，write()函数进行串口的写
- read()函数和write()函数传入的参数都是三个，fd选择哪一个串口，char *读取或者写入的字符，第三个参数表示字符的长度。具体使用前可以详细了解一下函数
- nread和nwrite用来记录read()和write()函数的返回值，读取或者写入正常的话返回的是读取或者写入字符的长度，否则返回负值
- 后面的程序是我写的，加了很多的sleep()函数，这个点是很多教程上都没有写到的，一般使用串口通信的时候，一边是电脑，一边是其他的硬件设备（这里以Arduino板为例），两边相互连接。在起始的时候，硬件需要和电脑进行连接，所以这个时候程序最好不要一运行就读取或者写入串口。就拿读取为例，电脑上的程序读取的时刻，Arduino板由于与电脑连接初始化还没完成，因此板上的Serial.print(‘z’)程序还未正式运行，未向串口写入东西，当Arduino板运行写入程序的时刻，电脑程序已经运行了读取的语句，导致电脑无法从串口读到东西。因此最好加上sleep()，确保这个初始化时间内没有做串口读写的事。同理，当对不同串口进行读写之间，最好加上sleep()，给点延迟，让硬件通信能够建立完成。
- 最后想说的是，硬件的问题有时候会比较迷，解决问题需要耐住性子，不断地调试软件程序和检查硬件设备。