轉載自:http://blog.csdn.net/w282529350/article/details/7378388
前面已經提到過Linux下皆爲文件,這當然也包括我們今天的主角àUART0串口。因此對他的一切操作都和文件的操作一樣(涉及到了open,read,write,close等文件的基本操作)。
一.Linux下的串口編程又那幾部分組成
1. 打開串口
2. 串口初始化
3. 讀串口或寫串口
4. 關閉串口
二.串口的打開
既然串口在linux中被看作了文件,那麼在對文件進行操作前先要對其進行打開操作。
1.在Linxu中,串口設備是通過串口終端設備文件來訪問的,即通過訪問/dev/ttyS0,/dev/ttyS1,/dev/ttyS2這些設備文件實現對串口的訪問。
2.調用open()函數來代開串口設備,對於串口的打開操作,必須使用O_NOCTTY參數。
l O_NOCTTY:表示打開的是一個終端設備,程序不會成爲該端口的控制終端。如果不使用此標誌,任務一個輸入(eg:鍵盤中止信號等)都將影響進程。
l O_NDELAY:表示不關心DCD信號線所處的狀態(端口的另一端是否激活或者停止)。
3.打開串口模塊有那及部分組成
1>調用open()函數打開串口,獲取串口設備文件描述符
2>獲取串口狀態,判斷是否阻塞
3>測試打開的文件描述符是否爲終端設備
4程序:
/*****************************************************************
* 名稱: UART0_Open
* 功能: 打開串口並返回串口設備文件描述
* 入口參數: fd :文件描述符 port :串口號(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
* 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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);
}
//判斷串口的狀態是否爲阻塞狀態
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
{
printf("fcntl failed!/n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("fcntl=%d/n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
}
//測試是否爲終端設備
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
1. 在linux中的串口初始化和前面的串口初始化一樣。需要設置串口波特率,數據流控制,幀的格式(即數據位個數,停止位,校驗位,數據流控制)
2. 串口初始化模塊有那幾部分組成:
1>.設置波特率
2>設置數據流控制
2>設置幀的格式(即數據位個數,停止位,校驗位)
John哥說明:
1>設置串口參數時要用到termios結構體,因此先要通過函數
tcgettattr(fd,&options)獲得串口指向termios結構的指針。
2>通過cfsetispeed函數和cfsetospeed函數用來設置串口的輸入/輸出波特率。一般情況下,輸入和輸出波特率相等的。
3>設置數據位可以通過修改termios機構體中c_flag來實現。其中CS5,CS6,CS7,CS8對應數據位的5,6,7,8。在設置數據位時,必須要用CSIZE做位屏蔽。
4>數據流控制是使用何種方法來標誌數據傳輸的開始和結束。
5>在設置完波特率,數據流控制,數據位,校驗位,停止位,停止位後,還要設置最小等待時間和最小接收字符。
6>在完成配置後要通過tcsetattr()函數來激活配置。
3.程序:
/*******************************************************************
* 名稱: UART0_Set
* 功能: 設置串口數據位,停止位和效驗位
* 入口參數: fd 串口文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 數據流控制
* databits 數據位 取值爲 7 或者8
* stopbits 停止位 取值爲 1 或者2
* parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
*出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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)得到與fd指向對象的相關參數,並將它們保存於options,該函數,還可以測試配置是否正確,該串口是否可用等。若調用成功,函數返回值爲0,若調用失敗,函數返回值爲1.
*/
if ( tcgetattr( fd,&options) != 0)
{
perror("SetupSerial 1");
return(FALSE);
}
//設置串口輸入波特率和輸出波特率
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,保證程序不會佔用串口
options.c_cflag |= CLOCAL;
//修改控制模式,使得能夠從串口中讀取輸入數據
options.c_cflag |= CREAD;
//設置數據流控制
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 ://使用軟件流控制
options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
break;
}
//設置數據位
options.c_cflag &= ~CSIZE; //屏蔽其他標誌位
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);
}
//設置校驗位
switch (parity)
{
case 'n':
case 'N': //無奇偶校驗位。
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_iflag &= ~INPCK;
break;
case 'o':
case 'O'://設置爲奇校驗
options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case 'e':
case 'E'://設置爲偶校驗
options.c_cflag |= PARENB;
options.c_cflag &= ~PARODD;
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case 's':
case 'S': //設置爲空格
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported parity/n");
return (FALSE);
}
// 設置停止位
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);
}
//修改輸出模式,原始數據輸出
options.c_oflag &= ~OPOST;
//設置等待時間和最小接收字符
options.c_cc[VTIME] = 1; /* 讀取一個字符等待1*(1/10)s */
options.c_cc[VMIN] = 1; /* 讀取字符的最少個數爲1 */
//如果發生數據溢出,接收數據,但是不再讀取
tcflush(fd,TCIFLUSH);
//激活配置 (將修改後的termios數據設置到串口中)
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
{
perror("com set error!/n");
return (FALSE);
}
return (TRUE);
}
/*******************************************************************
* 名稱: UART0_Init()
* 功能: 串口初始化
* 入口參數: fd 文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 數據流控制
* databits 數據位 取值爲 7 或者8
* stopbits 停止位 取值爲 1 或者2
* parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
* 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲0
*******************************************************************/
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint databits,int stopbits,int parity)
{
int err;
//設置串口數據幀格式
if (UART0_Set(fd,115200,0,8,1,'N') == FALSE)
{
return FALSE;
}
else
{
return TRUE;
}
}
注:
如果不是開發終端之類的,只是串口傳輸數據,而不需要串口來處理,那麼使用原始模式(Raw Mode)方式來通訊,設置方式如下:
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
四. 串口的讀寫函數:
1. 讀寫串口是通過使用read函數和write函數來實現的。
2. 程序
/*******************************************************************
* 名稱: UART0_Recv
* 功能: 接收串口數據
* 入口參數: fd :文件描述符
* rcv_buf :接收串口中數據存入rcv_buf緩衝區中
* data_len :一幀數據的長度
* 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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實現串口的多路通信
fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);
if(fs_sel)
{
len = read(fd,data,data_len);
return len;
}
else
{
return FALSE;
}
}
/*******************************************************************
* 名稱: UART0_Send
* 功能: 發送數據
* 入口參數: fd :文件描述符
* send_buf :存放串口發送數據
* data_len :一幀數據的個數
* 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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. 關閉串口
在完成對串口設備的操作後,要調用close函數關閉該文件描述符。
程序:
/******************************************************
* 名稱: UART0_Close
* 功能: 關閉串口並返回串口設備文件描述
* 入口參數: fd :文件描述符
* 出口參數: void
*******************************************************************/
void UART0_Close(int fd)
{
close(fd);
}
一. 一個完整程序
- /************************Copyright(c)*******************************
- ** 西安郵電學院
- ** graduate school
- ** XNMS項目組
- ** 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:
- *******************************************************************/
- //串口相關的頭文件
- #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> /*PPSIX 終端控制定義*/
- #include<errno.h> /*錯誤號定義*/
- #include<string.h>
- //宏定義
- #define FALSE -1
- #define TRUE 0
- /*******************************************************************
- * 名稱: UART0_Open
- * 功能: 打開串口並返回串口設備文件描述
- * 入口參數: fd :文件描述符 port :串口號(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
- * 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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);
- }
- //恢復串口爲阻塞狀態
- if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
- {
- printf("fcntl failed!\n");
- return(FALSE);
- }
- else
- {
- printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
- }
- //測試是否爲終端設備
- 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;
- }
- /*******************************************************************
- * 名稱: UART0_Close
- * 功能: 關閉串口並返回串口設備文件描述
- * 入口參數: fd :文件描述符 port :串口號(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
- * 出口參數: void
- *******************************************************************/
- void UART0_Close(int fd)
- {
- close(fd);
- }
- /*******************************************************************
- * 名稱: UART0_Set
- * 功能: 設置串口數據位,停止位和效驗位
- * 入口參數: fd 串口文件描述符
- * speed 串口速度
- * flow_ctrl 數據流控制
- * databits 數據位 取值爲 7 或者8
- * stopbits 停止位 取值爲 1 或者2
- * parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
- *出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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)得到與fd指向對象的相關參數,並將它們保存於options,該函數還可以測試配置是否正確,該串口是否可用等。若調用成功,函數返回值爲0,若調用失敗,函數返回值爲1.
- */
- if ( tcgetattr( fd,&options) != 0)
- {
- perror("SetupSerial 1");
- return(FALSE);
- }
- //設置串口輸入波特率和輸出波特率
- 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,保證程序不會佔用串口
- options.c_cflag |= CLOCAL;
- //修改控制模式,使得能夠從串口中讀取輸入數據
- options.c_cflag |= CREAD;
- //設置數據流控制
- 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 ://使用軟件流控制
- options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
- break;
- }
- //設置數據位
- //屏蔽其他標誌位
- 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);
- }
- //設置校驗位
- switch (parity)
- {
- case 'n':
- case 'N': //無奇偶校驗位。
- options.c_cflag &= ~PARENB;
- options.c_iflag &= ~INPCK;
- break;
- case 'o':
- case 'O'://設置爲奇校驗
- options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
- options.c_iflag |= INPCK;
- break;
- case 'e':
- case 'E'://設置爲偶校驗
- options.c_cflag |= PARENB;
- options.c_cflag &= ~PARODD;
- options.c_iflag |= INPCK;
- break;
- case 's':
- case 'S': //設置爲空格
- options.c_cflag &= ~PARENB;
- options.c_cflag &= ~CSTOPB;
- break;
- default:
- fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");
- return (FALSE);
- }
- // 設置停止位
- 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);
- }
- //修改輸出模式,原始數據輸出
- options.c_oflag &= ~OPOST;
- options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);//我加的
- //options.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON);
- //設置等待時間和最小接收字符
- options.c_cc[VTIME] = 1; /* 讀取一個字符等待1*(1/10)s */
- options.c_cc[VMIN] = 1; /* 讀取字符的最少個數爲1 */
- //如果發生數據溢出,接收數據,但是不再讀取 刷新收到的數據但是不讀
- tcflush(fd,TCIFLUSH);
- //激活配置 (將修改後的termios數據設置到串口中)
- if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
- {
- perror("com set error!\n");
- return (FALSE);
- }
- return (TRUE);
- }
- /*******************************************************************
- * 名稱: UART0_Init()
- * 功能: 串口初始化
- * 入口參數: fd : 文件描述符
- * speed : 串口速度
- * flow_ctrl 數據流控制
- * databits 數據位 取值爲 7 或者8
- * stopbits 停止位 取值爲 1 或者2
- * parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
- *
- * 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲0
- *******************************************************************/
- int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
- {
- int err;
- //設置串口數據幀格式
- if (UART0_Set(fd,19200,0,8,1,'N') == FALSE)
- {
- return FALSE;
- }
- else
- {
- return TRUE;
- }
- }
- /*******************************************************************
- * 名稱: UART0_Recv
- * 功能: 接收串口數據
- * 入口參數: fd :文件描述符
- * rcv_buf :接收串口中數據存入rcv_buf緩衝區中
- * data_len :一幀數據的長度
- * 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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實現串口的多路通信
- 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;
- }
- }
- /********************************************************************
- * 名稱: UART0_Send
- * 功能: 發送數據
- * 入口參數: fd :文件描述符
- * send_buf :存放串口發送數據
- * data_len :一幀數據的個數
- * 出口參數: 正確返回爲1,錯誤返回爲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; //返回調用函數的狀態
- 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]); //打開串口,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);
- else
- printf("send data failed!\n");
- sleep(2);
- }
- UART0_Close(fd);
- }
- else
- {
- while (1) //循環讀取數據
- {
- 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 **
- *******************************************************************/