UART串口編程

Linux下UART串口編程

常見數據通信方式:並行通信，串行通信

UART的主要操作：

數據發送及接受
產生中斷
產生波特率
Loopback模式
紅外模式
自動流控模式

串口參數的配置主要包括:波特率、數據位、停止位、流控協議。
linux中的串口設備文件放於/dev/目錄下，串口一，串口二分別爲"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1".在linux下操作串口與操作文件相同.

串口詳細配置

包括：波特率、數據位、校驗位、停止位等。串口設置由下面的結構體實現：

struct termios
	{
		tcflag_t  c_iflag;  //input flags
		tcflag_t  c_oflag;  //output flags
		tcflag_t  c_cflag;  //control flags
		tcflag_t  c_lflag;  //local flags
		cc_t      c_cc[NCCS]; //control characters
	}; 

該結構體中c_cflag最爲重要，可設置波特率、數據位、校驗位、停止位。在設置波特率時需要在數字前加上’B’，
如B9600，B15200.使用其需通過“與”“或”操作方式：

輸入模式c_iflag成員控制端口接收端的字符輸入處理：

cgetattr 取屬性(termios結構)
Tcsetattr 設置屬性(termios結構)
cfgetispeed 得到輸入速度
Cfgetospeed 得到輸出速度
Cfsetispeed 設置輸入速度
Cfsetospeed 設置輸出速度
Tcdrain 等待所有輸出都被傳輸
tcflow 掛起傳輸或接收
tcflush 刷清未決輸入和/或輸出
Tcsendbreak 送BREAK字符
tcgetpgrp 得到前臺進程組ID
tcsetpgrp 設置前臺進程組ID配置流程

1> 保存原先串口配置，用tcgetattr(fd,&oldtio)函數

struct termios newtio,oldtio;
tcgetattr(fd,&oldtio);

2>激活選項有CLOCAL和CREAD，用於本地連接和接收使用

newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD;

3>設置波特率，使用函數cfsetispeed、cfsetospeed

cfsetispeed(&newtio,B115200);
cfsetospeed(&newtio,B115200);

4>設置數據位，需使用掩碼設置

newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
newtio.c_cflag |= CS8;

5>設置奇偶校驗位，使用c_cflag和c_iflag.

設置奇校驗:
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
設置偶校驗:
newtio.c_iflag |= (INPCK｜ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= ~PARODD;
不進行校驗:
newtio.c_cflag &= ~PARENB;

6>設置停止位，通過激活c_cflag中的CSTOPB實現。若停止位爲1，則清CSTOPB，若停止位爲2，則激活CSTOPB。

newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
if( nStop == 1 )
	newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;
else if ( nStop == 2 )
	newtio.c_cflag |=  CSTOPB;

7>設置最少字符和等待時間，對於接收字符和等待時間沒有特別的要求時，可設爲0：

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

8>處理要寫入的引用對象

tcflush函數刷清(拋棄)輸入緩存(終端驅動程序已接收到，但用戶程序尚未讀)或輸出緩存(用戶程序已經寫，但尚未發送).
int tcflush(int filedes,int quene)
quene數應當是下列三個常數之一:
*TCIFLUSH 刷清輸入隊列
*TCOFLUSH 刷清輸出隊列
*TCIOFLUSH 刷清輸入、輸出隊列
例如：tcflush(fd,TCIFLUSH);

9>激活配置。在完成配置後，需要激活配置使其生效。使用tcsetattr()函數：

int tcsetattr(int filedes,int opt,const struct termios *termptr);
opt使我們可以指定在什麼時候新的終端屬性才起作用，

*TCSANOW:更改立即發生
*TCSADRAIN:發送了所有輸出後更改才發生。若更改輸出參數則應使用此選項
*TCSAFLUSH:發送了所有輸出後更改才發生。更進一步，在更改發生時未讀的所有輸入數據都刪除(刷清).

例如: tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);

串口使用詳解

打開串口

 fd = open("/dev/ttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

參數

O_NOCTTY:通知linux系統，這個程序不會成爲這個端口的控制終端.
O_NDELAY:通知linux系統不關心DCD信號線所處的狀態(端口的另一端是否激活或者停止).

然後恢復串口的狀態爲阻塞狀態，用於等待串口數據的讀入，用fcntl函數:

  fcntl(fd,F_SETFL,0);  //F_SETFL：設置文件flag爲0，即默認，即阻塞狀態

接着測試打開的文件描述符是否應用一個終端設備，以進一步確認串口是否正確打開.

  isatty(STDIN_FILENO);

讀寫串口
串口的讀寫與普通文件一樣，使用read，write函數
read(fd,buff,8);
write(fd,buff,8);

初始化代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>

int set_opt(int,int,int,char,int);
//"/dev/ttySAC3"是con2，對con2進行操作
void main()
{
	int fd,nByte;
	char *uart3 = "/dev/ttySAC3";
	char buffer[512];
	char *uart_out = "please input\r\n";
	memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
	if((fd = open(uart3, O_RDWR|O_NOCTTY))<0)
		printf("open %s is failed",uart3);
	else{
		set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1);
		write(fd,uart_out, strlen(uart_out));
		while(1){
			while((nByte = read(fd, buffer, 512))>0){
				buffer[nByte+1] = '\0';			
				write(fd,buffer,strlen(buffer));
				memset(buffer, 0, strlen(buffer));
				nByte = 0;
			}
		}
	}
}

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
	struct termios newtio,oldtio;
	if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) { 
		perror("SetupSerial 1");
		return -1;
	}
	bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
	newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD;
	newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

	switch( nBits )
	{
		case 7:
			newtio.c_cflag |= CS7;
			break;
		case 8:
			newtio.c_cflag |= CS8;
			break;
	}

	switch( nEvent )
	{
	case 'O':
		newtio.c_cflag |= PARENB;
		newtio.c_cflag |= PARODD;
		newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
		break;
	case 'E': 
		newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
		newtio.c_cflag |= PARENB;
		newtio.c_cflag &= ~PARODD;
		break;
	case 'N':  
		newtio.c_cflag &= ~PARENB;
		break;
	}

	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;
	}
	if( nStop == 1 )
		newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;
	else if ( nStop == 2 )
		newtio.c_cflag |=  CSTOPB;
	newtio.c_cc[VTIME]  = 0;
	newtio.c_cc[VMIN] = 0;
	tcflush(fd,TCIFLUSH);
	if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
	{
		perror("com set error");
		return -1;
	}
	
	//	printf("set done!\n\r");
	return 0;
}