Linux串口编程教程（三）——串口编程详解
linux-dash
A beautiful web dashboard for Linux
项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/li/linux-dash
免费下载资源
·
Linux串口编程教程（三）——串口编程详解
前言：本章将正式讲解串口编程技术，利用一个串口收发数据的程序，来分步讲解。
注意：您可以下载我的源代码进行参考。
打开串口
大家都知道，在Linux系统中设备被以作文件形式存在，所以我们以打开文件的方式访问设备。这里要注意的是普通用户一般不能直接访问设备，需要root权限。
有3个方法可以解决这个问题：
- 以root超级用户的身份运行。（常用）
- 改变设备文件的访问权限。
- 在程序中使用setuid，以串口设备所有者的身份运行程序。
代码：
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<assert.h>
static int fd;
int uart_open(int fd,const char *pathname)
{
assert(pathname);
/*打开串口*/
fd = open(pathname,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if(fd == -1)
{
perror("Open UART failed!");
return -1;
}
/*清除串口非阻塞标志*/
if(fcntl(fd,F_SETFL,0) < 0)
{
fprintf(stderr,"fcntl failed!\n");
return -1;
}
return fd;
}说明：
- O_NOCTTY:表示打开的是一个终端设备，程序不会成为该端口的控制终端。如果不使用此标志，键盘上过来的Ctrl+C中止信号等都将影响进程。
- O_NDELAY:表示不关心DCD信号线所处的状态（端口的另一端是否激活或者停止）。
关闭串口
关闭串口操作很简单，不过需要注意在关闭后是不是需要做一些清理操作。
代码：
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
static int fd;
int uart_close(int fd)
{
assert(fd);
close(fd);
/*可以在这里做些清理工作*/
return 0;
}配置串口
串口初始化需要设置串口波特率，数据流控制，帧的格式(即数据位个数，停止位，校验位,数据流控制)。
代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<termios.h>
#include<string.h>
static int ret;
static int fd;
int uart_set(int fd,int baude,int c_flow,int bits,char parity,int stop)
{
struct termios options;
/*获取终端属性*/
if(tcgetattr(fd,&options) < 0)
{
perror("tcgetattr error");
return -1;
}
/*设置输入输出波特率，两者保持一致*/
switch(baude)
{
case 4800:
cfsetispeed(&options,B4800);
cfsetospeed(&options,B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&options,B9600);
cfsetospeed(&options,B9600);
break;
case 19200:
cfsetispeed(&options,B19200);
cfsetospeed(&options,B19200);
break;
case 38400:
cfsetispeed(&options,B38400);
cfsetospeed(&options,B38400);
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown baude!\n");
return -1;
}
/*设置控制模式*/
options.c_cflag |= CLOCAL;//保证程序不占用串口
options.c_cflag |= CREAD;//保证程序可以从串口中读取数据
/*设置数据流控制*/
switch(c_flow)
{
case 0://不进行流控制
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
break;
case 1://进行硬件流控制
options.c_cflag |= CRTSCTS;
break;
case 2://进行软件流控制
options.c_cflag |= IXON|IXOFF|IXANY;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown c_flow!\n");
return -1;
}
/*设置数据位*/
switch(bits)
{
case 5:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS5;
break;
case 6:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS6;
break;
case 7:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown bits!\n");
return -1;
}
/*设置校验位*/
switch(parity)
{
/*无奇偶校验位*/
case 'n':
case 'N':
options.c_cflag &= ~PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag &= ~INPCK;//INPCK：使奇偶校验起作用
break;
/*设为空格,即停止位为2位*/
case 's':
case 'S':
options.c_cflag &= ~PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag &= ~CSTOPB;//CSTOPB：使用两位停止位
break;
/*设置奇校验*/
case 'o':
case 'O':
options.c_cflag |= PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag |= PARODD;//PARODD：若设置则为奇校验,否则为偶校验
options.c_cflag |= INPCK;//INPCK：使奇偶校验起作用
options.c_cflag |= ISTRIP;//ISTRIP：若设置则有效输入数字被剥离7个字节，否则保留全部8位
break;
/*设置偶校验*/
case 'e':
case 'E':
options.c_cflag |= PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag &= ~PARODD;//PARODD：若设置则为奇校验,否则为偶校验
options.c_cflag |= INPCK;//INPCK：使奇偶校验起作用
options.c_cflag |= ISTRIP;//ISTRIP：若设置则有效输入数字被剥离7个字节，否则保留全部8位
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown parity!\n");
return -1;
}
/*设置停止位*/
switch(stop)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;//CSTOPB：使用两位停止位
break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB;//CSTOPB：使用两位停止位
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown stop!\n");
return -1;
}
/*设置输出模式为原始输出*/
options.c_oflag &= ~OPOST;//OPOST：若设置则按定义的输出处理，否则所有c_oflag失效
/*设置本地模式为原始模式*/
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
/*
*ICANON：允许规范模式进行输入处理
*ECHO：允许输入字符的本地回显
*ECHOE：在接收EPASE时执行Backspace,Space,Backspace组合
*ISIG：允许信号
*/
/*设置等待时间和最小接受字符*/
options.c_cc[VTIME] = 0;//可以在select中设置
options.c_cc[VMIN] = 1;//最少读取一个字符
/*如果发生数据溢出，只接受数据，但是不进行读操作*/
tcflush(fd,TCIFLUSH);
/*激活配置*/
if(tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) < 0)
{
perror("tcsetattr failed");
return -1;
}
return 0;
}读写串口
代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<termios.h>
#include<string.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<errno.h>
static int ret;
static int fd;
/*
* 安全读写函数
*/
ssize_t safe_write(int fd, const void *vptr, size_t n)
{
size_t nleft;
ssize_t nwritten;
const char *ptr;
ptr = vptr;
nleft = n;
while(nleft > 0)
{
if((nwritten = write(fd, ptr, nleft)) <= 0)
{
if(nwritten < 0&&errno == EINTR)
nwritten = 0;
else
return -1;
}
nleft -= nwritten;
ptr += nwritten;
}
return(n);
}
ssize_t safe_read(int fd,void *vptr,size_t n)
{
size_t nleft;
ssize_t nread;
char *ptr;
ptr=vptr;
nleft=n;
while(nleft > 0)
{
if((nread = read(fd,ptr,nleft)) < 0)
{
if(errno == EINTR)//被信号中断
nread = 0;
else
return -1;
}
else
if(nread == 0)
break;
nleft -= nread;
ptr += nread;
}
return (n-nleft);
}
int uart_read(int fd,char *r_buf,size_t len)
{
ssize_t cnt = 0;
fd_set rfds;
struct timeval time;
/*将文件描述符加入读描述符集合*/
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(fd,&rfds);
/*设置超时为15s*/
time.tv_sec = 15;
time.tv_usec = 0;
/*实现串口的多路I/O*/
ret = select(fd+1,&rfds,NULL,NULL,&time);
switch(ret)
{
case -1:
fprintf(stderr,"select error!\n");
return -1;
case 0:
fprintf(stderr,"time over!\n");
return -1;
default:
cnt = safe_read(fd,r_buf,len);
if(cnt == -1)
{
fprintf(stderr,"read error!\n");
return -1;
}
return cnt;
}
}
int uart_write(int fd,const char *w_buf,size_t len)
{
ssize_t cnt = 0;
cnt = safe_write(fd,w_buf,len);
if(cnt == -1)
{
fprintf(stderr,"write error!\n");
return -1;
}
return cnt;
}完整程序
具体读写命令请读者自行编写。
/*************************************************************************
> File Name: uart_operation.c
> Author: AnSwEr
> Mail: 1045837697@qq.com
> Created Time: 2015年09月02日 星期三 12时45分48秒
************************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<termios.h>
#include<string.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<errno.h>
static int ret;
static int fd;
/*
* 安全读写函数
*/
ssize_t safe_write(int fd, const void *vptr, size_t n)
{
size_t nleft;
ssize_t nwritten;
const char *ptr;
ptr = vptr;
nleft = n;
while(nleft > 0)
{
if((nwritten = write(fd, ptr, nleft)) <= 0)
{
if(nwritten < 0&&errno == EINTR)
nwritten = 0;
else
return -1;
}
nleft -= nwritten;
ptr += nwritten;
}
return(n);
}
ssize_t safe_read(int fd,void *vptr,size_t n)
{
size_t nleft;
ssize_t nread;
char *ptr;
ptr=vptr;
nleft=n;
while(nleft > 0)
{
if((nread = read(fd,ptr,nleft)) < 0)
{
if(errno == EINTR)//被信号中断
nread = 0;
else
return -1;
}
else
if(nread == 0)
break;
nleft -= nread;
ptr += nread;
}
return (n-nleft);
}
int uart_open(int fd,const char *pathname)
{
assert(pathname);
/*打开串口*/
fd = open(pathname,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if(fd == -1)
{
perror("Open UART failed!");
return -1;
}
/*清除串口非阻塞标志*/
if(fcntl(fd,F_SETFL,0) < 0)
{
fprintf(stderr,"fcntl failed!\n");
return -1;
}
return fd;
}
int uart_set(int fd,int baude,int c_flow,int bits,char parity,int stop)
{
struct termios options;
/*获取终端属性*/
if(tcgetattr(fd,&options) < 0)
{
perror("tcgetattr error");
return -1;
}
/*设置输入输出波特率，两者保持一致*/
switch(baude)
{
case 4800:
cfsetispeed(&options,B4800);
cfsetospeed(&options,B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&options,B9600);
cfsetospeed(&options,B9600);
break;
case 19200:
cfsetispeed(&options,B19200);
cfsetospeed(&options,B19200);
break;
case 38400:
cfsetispeed(&options,B38400);
cfsetospeed(&options,B38400);
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown baude!\n");
return -1;
}
/*设置控制模式*/
options.c_cflag |= CLOCAL;//保证程序不占用串口
options.c_cflag |= CREAD;//保证程序可以从串口中读取数据
/*设置数据流控制*/
switch(c_flow)
{
case 0://不进行流控制
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
break;
case 1://进行硬件流控制
options.c_cflag |= CRTSCTS;
break;
case 2://进行软件流控制
options.c_cflag |= IXON|IXOFF|IXANY;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown c_flow!\n");
return -1;
}
/*设置数据位*/
switch(bits)
{
case 5:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS5;
break;
case 6:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS6;
break;
case 7:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown bits!\n");
return -1;
}
/*设置校验位*/
switch(parity)
{
/*无奇偶校验位*/
case 'n':
case 'N':
options.c_cflag &= ~PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag &= ~INPCK;//INPCK：使奇偶校验起作用
break;
/*设为空格,即停止位为2位*/
case 's':
case 'S':
options.c_cflag &= ~PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag &= ~CSTOPB;//CSTOPB：使用两位停止位
break;
/*设置奇校验*/
case 'o':
case 'O':
options.c_cflag |= PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag |= PARODD;//PARODD：若设置则为奇校验,否则为偶校验
options.c_cflag |= INPCK;//INPCK：使奇偶校验起作用
options.c_cflag |= ISTRIP;//ISTRIP：若设置则有效输入数字被剥离7个字节，否则保留全部8位
break;
/*设置偶校验*/
case 'e':
case 'E':
options.c_cflag |= PARENB;//PARENB：产生奇偶位，执行奇偶校验
options.c_cflag &= ~PARODD;//PARODD：若设置则为奇校验,否则为偶校验
options.c_cflag |= INPCK;//INPCK：使奇偶校验起作用
options.c_cflag |= ISTRIP;//ISTRIP：若设置则有效输入数字被剥离7个字节，否则保留全部8位
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown parity!\n");
return -1;
}
/*设置停止位*/
switch(stop)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;//CSTOPB：使用两位停止位
break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB;//CSTOPB：使用两位停止位
break;
default:
fprintf(stderr,"Unkown stop!\n");
return -1;
}
/*设置输出模式为原始输出*/
options.c_oflag &= ~OPOST;//OPOST：若设置则按定义的输出处理，否则所有c_oflag失效
/*设置本地模式为原始模式*/
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
/*
*ICANON：允许规范模式进行输入处理
*ECHO：允许输入字符的本地回显
*ECHOE：在接收EPASE时执行Backspace,Space,Backspace组合
*ISIG：允许信号
*/
/*设置等待时间和最小接受字符*/
options.c_cc[VTIME] = 0;//可以在select中设置
options.c_cc[VMIN] = 1;//最少读取一个字符
/*如果发生数据溢出，只接受数据，但是不进行读操作*/
tcflush(fd,TCIFLUSH);
/*激活配置*/
if(tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) < 0)
{
perror("tcsetattr failed");
return -1;
}
return 0;
}
int uart_read(int fd,char *r_buf,size_t len)
{
ssize_t cnt = 0;
fd_set rfds;
struct timeval time;
/*将文件描述符加入读描述符集合*/
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(fd,&rfds);
/*设置超时为15s*/
time.tv_sec = 15;
time.tv_usec = 0;
/*实现串口的多路I/O*/
ret = select(fd+1,&rfds,NULL,NULL,&time);
switch(ret)
{
case -1:
fprintf(stderr,"select error!\n");
return -1;
case 0:
fprintf(stderr,"time over!\n");
return -1;
default:
cnt = safe_read(fd,r_buf,len);
if(cnt == -1)
{
fprintf(stderr,"read error!\n");
return -1;
}
return cnt;
}
}
int uart_write(int fd,const char *w_buf,size_t len)
{
ssize_t cnt = 0;
cnt = safe_write(fd,w_buf,len);
if(cnt == -1)
{
fprintf(stderr,"write error!\n");
return -1;
}
return cnt;
}
int uart_close(int fd)
{
assert(fd);
close(fd);
/*可以在这里做些清理工作*/
return 0;
}
int main(void)
{
const char *w_buf = "something to write";
size_t w_len = sizeof(w_buf);
char r_buf[1024];
bzero(r_buf,1024);
fd = uart_open(fd,"/dev/ttyS0");/*串口号/dev/ttySn,USB口号/dev/ttyUSBn*/
if(fd == -1)
{
fprintf(stderr,"uart_open error\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(uart_set(fd,9600,0,8,'N',1) == -1)
{
fprintf(stderr,"uart set failed!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ret = uart_write(fd,w_buf,w_len);
if(ret == -1)
{
fprintf(stderr,"uart write failed!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
while(1)
{
ret = uart_read(fd,r_buf,1024);
if(ret == -1)
{
fprintf(stderr,"uart read failed!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
ret = uart_close(fd);
if(ret == -1)
{
fprintf(stderr,"uart_close error\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}总结
好了，以上这些就是读写串口的一些基本实现。当然，也许你copy代码后发现无法实现，那请你依据具体的情况对串口进行配置，对读写命令进行编写。
反馈与建议
- 微博：@AnSwEr不是答案
- github：AnSwErYWJ
- 博客：AnSwEr不是答案的专栏
GitHub 加速计划 / li / linux-dash
10.39 K
1.2 K
下载
A beautiful web dashboard for Linux
最近提交(Master分支：2 个月前 )
186a802e
added ecosystem file for PM2 4 年前
5def40a3
Add host customization support for the NodeJS version 4 年前
旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境，以支持学习、使用和贡献开源项目。
更多推荐
7
0- 0
已为社区贡献8条内容
所有评论(0)