Linux串口編程

在Linux下，串口設備顯示在/dev目錄下，如果用的是USB轉的串口，我們執行下面的命令：

ls /dev/ | grep tty

就可以看到下面的信息：

ttyUSB0
ttyUSB1

在Linux操作系統下，一切皆文件，我們讀寫這兩個文件就是利用串口接收和發送數據。可以用一根母對母的交叉線，將兩個串口連接起來，在一端發送數據，另外一端就能收到數據。我們可以用一個叫做XGCom的工具測試。我們在ttyUSB0這端發送數據，在ttyUSB1那邊就可以收到數據。

當然我們也可以用C++編程讀寫串口，代碼如下：

/*
 * SerialPort.h
 *
 *  Created on: 2014年11月3日
 *      Author: Richard
 */

#ifndef SERIALPORT_H_
#define SERIALPORT_H_

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>

//Message Format: head:2 bytes(0xFF,0xEE) | Command:1 byte | Data Size:1 byte  | Data:DataSize bytes
static const int HeadLen = 2;
static const int CommandLen = 1;
static const int DataSizeLen = 1;

class SerialPort
{
public:
    SerialPort();
    virtual ~SerialPort();
    bool Setup(const char *PortName, int BaudRate, int ByteSize, int Parity, int StopBit);
    bool Shutdown();
    bool CheckBuffer();
    void AdvanceBuffer(int Len);
    virtual void OnRecv();

private:
    static void *ReadFunc(void *Param);
    int m_PortHandle;
    pthread_t m_ThreadID;
    unsigned char m_Buffer[1024];
    int m_BufferSize;
    bool m_ThreadRunning;
};

#endif /* SERIALPORT_H_ */

/*
 * SerialPort.cpp
 *
 *  Created on: 2014年11月3日
 *      Author: jason
 */

#include "SerialPort.h"

#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <termios.h>

SerialPort::SerialPort()
{
    // TODO Auto-generated constructor stub
    m_PortHandle = -1;
    m_ThreadID = -1;
    memset(m_Buffer, 0, 1024);
    m_BufferSize = 0;
    m_ThreadRunning = true;
}

SerialPort::~SerialPort()
{
    // TODO Auto-generated destructor stub
}

bool SerialPort::Setup(const char *PortName, int BaudRate, int ByteSize,
               int Parity, int StopBit)
{
    m_PortHandle = open(PortName, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (m_PortHandle < 0) {
        return false;
    }

    struct termios Opt;

    tcgetattr(m_PortHandle, &Opt);
    Opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);    //設置控制模式狀態，本地連接，接收使能
    Opt.c_cflag &= ~CSIZE;                      //字符長度，設置數據位之前一定要屏掉這個位
    Opt.c_cflag &= ~CRTSCTS;                //無硬件流控
    Opt.c_cflag |= CS8;                             //8位數據長度
    Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;                  //1位停止位
    Opt.c_iflag |= IGNPAR;                      //無奇偶檢驗位
    Opt.c_oflag = 0;                                    //輸出模式
    Opt.c_lflag = 0;                                    //不激活終端模式
    cfsetospeed(&Opt, B9600);                   //設置波特率
    tcflush(m_PortHandle, TCIFLUSH);    //溢出數據可以接收，但不讀
    tcsetattr(m_PortHandle, TCSANOW, &Opt);     //TCSANOW：所有改變立即生效

    pthread_create(&m_ThreadID, NULL, ReadFunc, this);

    return true;
}

bool SerialPort::Shutdown()
{
    m_ThreadRunning = false;

    pthread_join(m_ThreadID, NULL);

    close(m_PortHandle);
    return true;
}

void SerialPort::AdvanceBuffer(int Len)
{
    for (int i = Len; i < m_BufferSize; i++)
    {
        m_Buffer[i - Len] = m_Buffer[i];
    }

    for (int i = m_BufferSize - Len; i < m_BufferSize; i++)
    {
        m_Buffer[i] = 0;
    }

    m_BufferSize -= Len;
}

void SerialPort::OnRecv()
{
    if (CheckBuffer())
    {
        int TotalLen = HeadLen + CommandLen + DataSizeLen + m_Buffer[3];

        char buff[200];
        memset(buff, 0, 200);

        int Index = sprintf(buff, "Received Data: ");
        for (int i = 0; i < TotalLen; i++)
        {
            Index += sprintf(buff + Index, "%.2X ", m_Buffer[i]);
        }

        sprintf(buff + Index, "\n");
        printf(buff);

        write(m_PortHandle, m_Buffer, TotalLen);

        AdvanceBuffer(TotalLen);
    }
}

bool SerialPort::CheckBuffer()
{
    bool Ret = false;


    if (m_BufferSize >= HeadLen + CommandLen + DataSizeLen )
    {
        if (m_Buffer[0] == 0xFF && m_Buffer[1] == 0xEE)
        {
            int TotalLen = HeadLen + CommandLen + DataSizeLen + m_Buffer[3];

            if ((m_Buffer[TotalLen] == 0xFF || m_Buffer[TotalLen] == 0x00) &&
                m_Buffer[TotalLen - 1] != 0x00)
            {
                Ret = true;
            }
        }
    }

    return Ret;
}

void *SerialPort::ReadFunc(void *Param)
{
    SerialPort *Port = (SerialPort *)Param;

    fd_set HandleSet;
    while(1)
    {
        FD_ZERO(&HandleSet);
        FD_SET(Port->m_PortHandle, &HandleSet);

        struct timeval tv;
        tv.tv_sec = 1;
        tv.tv_usec = 0;

        int Ret = select(Port->m_PortHandle + 1, &HandleSet, NULL, NULL, &tv);
        if (Ret < 0) {
            break;
        }

        if (FD_ISSET(Port->m_PortHandle, &HandleSet)) {
            int Len = read(Port->m_PortHandle, Port->m_Buffer + Port->m_BufferSize, 100);
            if (Len > 0) {
                   Port->m_BufferSize += Len;
                   Port->OnRecv();
            }
        }

        if (Port->m_ThreadRunning == false) {
            break;
        }

    }

    return NULL;
}

我們在main函數裏面寫下測試代碼：

/*
 * main.cpp
 *
 *  Created on: 2014年12月3日
 *      Author: Richard
 */

#include "SerialPort.h"
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    SerialPort Port;
    Port.Setup("/dev/ttyUSB1", 9600, 8, 0, 0);

    for (int i = 0;  i < 20; ++ i) {
        sleep(1);
    }

    Port.Shutdown();
    return 0;
}

然後以root權限執行：