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linux下串口通信主要有下面幾個步驟
Linux串口通信流程
串口通信流程圖
下面我會一一介紹這幾個步驟。
1.打開串口
代碼（串口爲ttyUSB0）
//打開串口
int open_port(void)
{
int fd;
fd=open("/dev/ttyUSB0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);//O_NONBLOCK設置爲非阻塞模式，在read時不會阻塞住，在讀的時候將read放在while循環中，下一節篇文檔將詳細講解阻塞和非阻塞
// printf("fd=%d\n",fd);
if(fd==-1)
{
perror("Can't Open SerialPort");
}
return fd;
}
打開串口時也可以多加一些內容，比如判斷串口爲阻塞狀態、測試是否爲終端設備等，這些是必要的，所以較上面的基本的打開串口的代碼，更加完整健壯一些的代碼流程如下所示：
打開串口較完整流程圖
代碼：
/**
* open port
* @param fd
* @param comport 想要打開的串口號
* @return 返回-1爲打開失敗
*/
int open_port(int fd,int comport)
{
char *dev[]={"/dev/ttyUSB0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"};
if (comport==1)//串口1
{
fd = open( "/dev/ttyUSB0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
}
else if(comport==2)//串口2
{
fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY); //沒有設置<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">O_NONBLOCK非阻塞模式，也可以設置爲非阻塞模式，兩個模式在下一篇博客中具體說明</span>
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
}
else if (comport==3)//串口3
{
fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return(-1);
}
}
/*恢復串口爲阻塞狀態*/
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0)
printf("fcntl failed!\n");
else
printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
/*測試是否爲終端設備*/
if(isatty(STDIN_FILENO)==0)
printf("standard input is not a terminal device\n");
else
printf("isatty success!\n");
printf("fd-open=%d\n",fd);
return fd;
}
關鍵函數解釋：
open
功能描述：用於打開或創建文件，成功則返回文件描述符，否則返回-1，open返回的文件描述符一定是最小的未被使用的描述符
#include<fcntl.h>
int open(const char *pathname, int oflag, ... );
參數解釋：
pathname：文件路徑名，串口在Linux中被看做是一個文件
oflag：一些文件模式選擇，有如下幾個參數可以設置
O_RDONLY只讀模式
O_WRONLY只寫模式
O_RDWR讀寫模式
上面三個參數在設置的時候必須選擇其中一個！！！下面的是可選的
O_APPEND每次寫操作都寫入文件的末尾
O_CREAT如果指定文件不存在，則創建這個文件
O_EXCL如果要創建的文件已存在，則返回 -1，並且修改 errno 的值
O_TRUNC如果文件存在，並且以只寫/讀寫方式打開，則清空文件全部內容
O_NOCTTY如果路徑名指向終端設備，不要把這個設備用作控制終端。
O_NONBLOCK如果路徑名指向 FIFO/塊文件/字符文件，則把文件的打開和後繼 I/O設置爲非阻塞模式（nonblocking mode）
下面三個常量同樣是選用的，他們用於同步輸入輸出
O_DSYNC等待物理 I/O 結束後再 write。在不影響讀取新寫入的數據的前提下，不等待文件屬性更新。
O_RSYNC讀(read)等待所有寫入同一區域的寫操作完成後再進行
O_SYNC等待物理 I/O 結束後再 write，包括更新文件屬性的 I/O
對於串口的打開操作，必須使用O_NOCTTY參數，它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，任務的一個輸入(比如鍵盤終止信號等)都會影響進程。
O_NDELAY表示不關心DCD信號所處的狀態（端口的另一端是否激活或者停止）。
fcntl
功能描述：根據文件描述詞來操作文件的特性，返回-1代表出錯
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd);
int fcntl(int fd,int cmd,long arg);
int fcntl(int fd,int cmd,struct flock *lock);
參數說明：
fd：文件描述符
cmd：命令參數
fcntl函數有5種功能：
1. 複製一個現有的描述符(cmd=F_DUPFD).
2. 獲得／設置文件描述符標記(cmd=F_GETFD或F_SETFD).
3. 獲得／設置文件狀態標記(cmd=F_GETFL或F_SETFL).
4. 獲得／設置異步I/O所有權(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).
5. 獲得／設置記錄鎖(cmd=F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW).
具體使用見http://www.cnblogs.com/lonelycatcher/archive/2011/12/22/2297349.html
isatty
函數功能，實現只使用了一個終端專用的函數tcgetattr(如果成功之星，它不改變任何東西)，並取其返回值。若爲終端設備返回1，否則返回0。詳情見http://blog.csdn.net/wangjingyu00711/article/details/41693155
2.串口的初始化
串口初始化工作需要做以下工作：
設置波特率
設置數據流控制
設置幀的格式(即數據位個數，停止位，校驗位)
串口初始化
串口初始化
代碼：
int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
struct termios newtio,oldtio;
/*保存測試現有串口參數設置，在這裏如果串口號等出錯，會有相關的出錯信息*/
if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) {
perror("SetupSerial 1");
printf("tcgetattr( fd,&oldtio) -> %d\n",tcgetattr( fd,&oldtio));
return -1;
}
bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
/*步驟一，設置字符大小*/
newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
/*設置停止位*/
switch( nBits )
{
case 7:
newtio.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag |= CS8;
break;
}
/*設置奇偶校驗位*/
switch( nEvent )
{
case 'o':
case 'O': //奇數
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
break;
case 'e':
case 'E': //偶數
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
break;
case 'n':
case 'N': //無奇偶校驗位
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
break;
default:
break;
}
/*設置波特率*/
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;
}
/*設置停止位*/
if( nStop == 1 )
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
else if ( nStop == 2 )
newtio.c_cflag |= CSTOPB;
/*設置等待時間和最小接收字符*/
newtio.c_cc[VTIME] = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
/*處理未接收字符*/
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;
}
講解這片代碼之前，我們要先研究一下termios的數據結構。最小的termios結構的典型定義如下：
struct termios
{
tcflag_t c_iflag;
tcflag_t c_oflag;
tcflag_t c_cflag;
tcflag_t c_lflag;
cc_t c_cc[NCCS];
};
上面五個結構成員名稱分別代表：
c_iflag：輸入模式
c_oflag：輸出模式
c_cflag：控制模式
c_lflag：本地模式
c_cc[NCCS]：特殊控制模式
五種模式的參數說明見博客http://blog.csdn.net/querdaizhi/article/details/7436722
tcgetattr可以初始化一個終端對應的termios結構，tcgetattr函數原型如下：
#include<termios.h>
int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
這個函數調用把低昂前終端接口變量的值寫入termios_p參數指向的結構。如果這些值其後被修改了，可以通過調用函數tcsetattr來重新配置。
tcsetattr函數原型如下：
#include<termios.h>
int tcsetattr(int fd , int actions , const struct termios *termios_h);
參數actions控制修改方式，共有三種修改方式，如下所示：
TCSANOW：立刻對值進行修改
TCSADRAIN：等當前的輸出完成後再對值進行修改
TCSAFLUSH：等當前的輸出完成之後，再對值進行修改，但丟棄還未從read調用返回的當前的可用的任何輸入。
在我們的代碼中，我們設置爲NOW立即對值進行修改。
tcflush用於清空中端爲完成的輸入/輸出請求及數據，它的函數原型如下：
int tcflush(int fd, int queue_selector);
其中queue_selector時控制tcflush的操作，取值可以爲如下參數中的一個：TCIFLUSH清楚正收到的數據，且不會讀出來；TCOFLUSH清楚正寫入的數據，且不會發送至終端；TCIOFLUSH清除所有正在發送的I/O數據。
再看我們的代碼，我們修改字符大小的代碼爲
newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
c_cflag代表控制模式
CLOCAL含義爲忽略所有調制解調器的狀態行，這個目的是爲了保證程序不會佔用串口。
CREAD代表啓用字符接收器，目的是是的能夠從串口中讀取輸入的數據。
CS5/6/7/8表示發送或接收字符時使用5/6/7/8比特。
CSTOPB表示每個字符使用兩位停止位。
HUPCL表示關閉時掛斷調制解調器。
PARENB：啓用奇偶校驗碼的生成和檢測功能。
PARODD：只使用奇校驗而不使用偶校驗。
c_iflag代表輸入模式
BRKINT：當在輸入行中檢測到一個終止狀態時，產生一箇中斷。
TGNBRK：忽略輸入行中的終止狀態。
TCRNL：將接受到的回車符轉換爲新行符。
TGNCR：忽略接受到的新行符。
INLCR：將接受到的新行符轉換爲回車符。
IGNPAR：忽略奇偶校檢錯誤的字符。
INPCK：對接收到的字符執行奇偶校檢。
PARMRK：對奇偶校檢錯誤作出標記。
ISTRIP：將所有接收的字符裁減爲7比特。
IXOFF：對輸入啓用軟件流控。
IXON：對輸出啓用軟件流控。
c_cc特殊的控制字符
標準模式和非標準模式下,c_cc數組的下標有不同的值:
標準模式：
VEOF:EOF字符
VEOL:EOF字符
VERASE:ERASE字符
VINTR:INTR字符
VKILL:KILL字符
VQUIT:QUIT字符
VSTART:START字符
VSTOP:STOP字符
非標準模式:
VINTR:INTR字符
VMIN:MIN值
VQUIT:QUIT字符
VSUSP:SUSP字符
VTIME:TIME值
VSTART:START字符
VSTOP:STOP字符
cfsetispeed和cfsetospeed用來設置輸入輸出的波特率，函數模型如下：
int cfsetispeed(struct termios *termptr, speed_t speed);
int cfsetospeed(struct termios *termptr, speed_t speed);
參數說明：
struct termios *termptr：指向termios結構的指針
speed_t speed：需要設置的波特率
返回值：成功返回0，否則返回-1
這樣，所有的初始化操作我們就完成了。
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作者：HAN_UESTC
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/specialshoot/article/details/50707965
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