串口操作需要的头文件

#include /*标准输入输出定义*/

#include /*标准函数库定义*/
#include /*Unix 标准函数定义*/
#include
#include
#include /*文件控制定义*/
#include /*PPSIX 终端控制定义*/
#include /*错误号定义*/

 

1.打开串口

在前面已经提到linux下的串口访问是以设备文件形式进行的，所以打开串口也即是打开文件的操作。函数原型可以如下所示：

int open（“DE_name”，int open_Status）

参数说明：

（1）DE_name：要打开的设备文件名  ，比如要打开串口1，即为/dev/ttyS0。

（2）open_Status：文件打开方式，可采用下面的文件打开模式：

  O_RDONLY：以只读方式打开文件

  O_WRONLY：以只写方式打开文件

  O_RDWR：以读写方式打开文件

  O_APPEND：写入数据时添加到文件末尾

  O_CREATE：如果文件不存在则产生该文件，使用该标志需要设置访问权限位mode_t

  O_EXCL：指定该标志，并且指定了O_CREATE标志，如果打开的文件存在则会产生一个错误

  O_TRUNC：如果文件存在并且成功以写或者只写方式打开，则清除文件所有内容，使得文件长度变为0

  O_NOCTTY：如果打开的是一个终端设备，这个程序不会成为对应这个端口的控制终端，如果没有该标志，任何一个输入，例如键盘中止信号等，都将影响进程。

  O_NONBLOCK：该标志与早期使用的O_NDELAY标志作用差不多。程序不关心DCD信号线的状态，如果指定该标志，进程将一直在休眠状态，直到DCD信号线为0。

函数返回值：

成功返回文件描述符，如果失败返回-1

例如:

在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下的。串口一 为 /dev/ttyS0，串口二 为 /dev/ttyS1。打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：

int fd;
 /*以读写方式打开串口*/
fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR);
 if (fd==-1)
{
/* 不能打开串口一*/
perror(" 提示错误！");
}

 

2.设置串口

最基本的设置串口包括波特率设置，效验位和停止位设置。串口的设置主要是设置

 struct termios 结构体的各成员值。

struct termio
{ 

	unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志 */
	unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志 */
	unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/
	unsigned short c_lflag; /* local mode flags */
	unsigned char c_line; /* line discipline */
	unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */
};

设置这个结构体很复杂，我这里就只说说常见的一些设置：

2.1 波特率设置

波特率的设置定义在，其包含在头文件里。

常用的波特率常数如下：

B0-------à0                     B1800-------à1800

B50-----à50                    B2400------à2400

B75-----à75                    B4800------à4800

B110----à110                 B9600------à9600

B134----à134.5              B19200-----à19200

B200----à200                 B38400------à38400

B300----à300                 B57600------à57600

B600----à600                 B76800------à76800

B1200---à1200              B115200-----à115200

假定程序中想要设置通讯的波特率，使用cfsetispeed( )和cfsetospeed( )函数来操作，获取波特率信息是通过cfgetispeed（）和cfgetospeed（）函数来完成的。

比如可以这样来指定串口通讯的波特率：

#include     //头文件定义
........
.......
struct termios opt；           /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
 
/***************以下设置通讯波特率****************/
cfsetispeed(&opt，B9600 )； /*指定输入波特率，9600bps*/
cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定输出波特率，9600bps*/
/************************************************/
.........
..........

一般来说，输入、输出的波特率应该是一致的。

下面是另一个修改波特率的代码：

struct termios Opt;
tcgetattr(fd, &Opt);
cfsetispeed(&Opt,B19200); /*设置为19200Bps*/
cfsetospeed(&Opt,B19200);
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);

设置波特率的例子函数：

/**
*brief 设置串口通信速率
*param fd 类型 int 打开串口的文件句柄
*param speed 类型 int 串口速度
*return void
*/
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, };

void set_speed(int fd, int speed)

{
	int i;
	int status;
	struct termios Opt;
	tcgetattr(fd, &Opt);
	for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++)

	{
		if (speed == name_arr[i])

		 {
			tcflush(fd, TCIOFLUSH);
			cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]);
			cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);
			status = tcsetattr(fd1, TCSANOW, &Opt);
			if (status != 0) 

			{
				perror("tcsetattr fd1");
				return;
			}
			tcflush(fd,TCIOFLUSH);
		}
	}
}

2.2 设置效验的函数：

/*
*brief 设置串口数据位，停止位和效验位
*param fd 类型 int 打开的串口文件句柄
*param databits 类型 int 数据位 取值 为 7 或者8
*param stopbits 类型 int 停止位 取值为 1 或者2
*param parity 类型 int 效验类型 取值为N,E,O,,S
*/
int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)
{
	struct termios options;
	if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) {
	perror("SetupSerial 1");
	return(FALSE);
}

options.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits) /*设置数据位数*/
{
case 7:
	options.c_cflag |= CS7;
	break;
case 8:
	options.c_cflag |= CS8;
	break;
default:
	fprintf(stderr,"Unsupported data sizen"); return (FALSE);
}

switch (parity)
{
	case 'n':
	case 'N':
		options.c_cflag &= ~PARENB; /* Clear parity enable */
		options.c_iflag &= ~INPCK; /* Enable parity checking */
		break;
	case 'o':
	case 'O':
		options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* 设置为奇效验*/
		options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
		break;
	case 'e':
	case 'E':
		options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */
		options.c_cflag &= ~PARODD; /* 转换为偶效验*/
		options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
		break;
	case 'S':
	case 's': /*as no parity*/
		options.c_cflag &= ~PARENB;
		options.c_cflag &= ~CSTOPB;break;
	default:
		fprintf(stderr,"Unsupported parityn");
		return (FALSE);
}

2.3 设置停止位

switch (stopbits)

{

case 1:

options.c_cflag &= ~CSTOPB;

break;

case 2:

options.c_cflag |= CSTOPB;

break;

default:

fprintf(stderr,"Unsupported stop bitsn");

return (FALSE);

}

/* Set input parity option */

if (parity != 'n')

options.c_iflag |= INPCK;

tcflush(fd,TCIFLUSH);

options.c_cc[VTIME] = 150; /* 设置超时15 seconds*/

options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */

if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)

{

perror("SetupSerial 3");

return (FALSE);

}

return (TRUE);

}

 

    在上述代码中，有两句话特别重要：

options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时0 seconds*/  

options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/

这两句话决定了对串口读取的函数read()的一些功能。我将着重介绍一下他们对read()函数的影响。

对串口操作的结构体是

Struct{

       tcflag_t   c_iflag;    /*输入模式标记*/

       tcflag_t   c_oflag;   /*输出模式标记*/

       tcflag_t   c_cflag;   /*控制模式标记*/

       tcflag_t   c_lflag;    /*本地模式标记*/

       cc_t        c_line;     /*线路规程*/

       cc_t        c_cc[NCCS];  /*控制符号*/

}；

其中cc_t, c_line只有在一些特殊的系统程序(比如，设置通过tty设备来通信的网络协议)中才会用。在数组c_cc中有两个下标(VTIME和VMIN)对应的元素不是控制符，并且只是在原始模式下有效。只有在原始模式下，他们决定了read()函数在什么时候返回。在标准模式下，除非设置了O_NONBLOCK选项，否则只有当遇到文件结束符或各行的字符都已经编辑完毕后才返回。

控制符VTIME和VMIN之间有着复杂的关系。VTIME定义要求等待的零到几百毫秒的时间量(通常是一个8位的unsigned char变量，取值不能大于cc_t)。           VMIN定义了要求等待的最小字节数(不是要求读的字节数——read()的第三个参数才是指定要求读的最大字节数)，这个字节数可能是0。

l) 如果VTIME取0，VMIN定义了要求等待读取的最小字节数。函数read()只有在读取了VMIN个字节的数据或者收到一个信号的时候才返回。

2) 如果VMIN取0，VTIME定义了即使没有数据可以读取，read()函数返回前也要等待几百毫秒的时间量。这时，read()函数不需要像其通常情况那样要遇到一个文件结束标志才返回0。

3) 如果VTIME和VMIN都不取0，VTIME定义的是当接收到第一个字节的数据后开始计算等待的时间量。如果当调用read函数时可以得到数据，计时器马上开始计时。如果当调用read函数时还没有任何数据可读，则等接收到第一个字节的数据后，计时器开始计时。函数read可能会在读取到VMIN个字节的数据后返回，也可能在计时完毕后返回，这主要取决于哪个条件首先实现。不过函数至少会读取到一个字节的数据，因为计时器是在读取到第一个数据时开始计时的。

4) 如果VTIME和VMIN都取0，即使读取不到任何数据，函数read也会立即返回。同时，返回值0表示read函数不需要等待文件结束标志就返回了。

这就是这两个变量对read函数的影响。

 

2.4 串口属性配置

在程序中，很容易配置串口的属性，这些属性定义在结构体struct termios中。为在程序中使用该结构体，需要包含文件，该头文件定义了结构体struct termios。该结构体定义如下：

#define NCCS 19

struct termios {

             tcflag_t c_iflag;               /* 输入参数 */

             tcflag_t c_oflag;               /* 输出参数 */

             tcflag_t c_cflag;               /* 控制参数*/

             tcflag_t c_ispeed;              /* 输入波特率 */

tcflag_t c_ospeed;              /* 输出波特率 */

             cc_t c_line;                   /* 线控制 */

             cc_t c_cc[NCCS];              /* 控制字符*/

};

其中成员c_line在POSIX(Portable Operating System Interface for UNIX)系统中不使用。对于支持POSIX终端接口的系统中，对于端口属性的设置和获取要用到两个重要的函数是：

（1）.int tcsetattr（int fd，int opt_DE，*ptr）

该函数用来设置终端控制属性，其参数说明如下：

fd：待操作的文件描述符

opt_DE：选项值，有三个选项以供选择：

TCSANOW：  不等数据传输完毕就立即改变属性

TCSADRAIN：等待所有数据传输结束才改变属性

TCSAFLUSH：清空输入输出缓冲区才改变属性

*ptr：指向termios结构的指针

函数返回值：成功返回0，失败返回－1。

（2）.int tcgetattr（int fd，*ptr）

该函数用来获取终端控制属性，它把串口的默认设置赋给了termios数据数据结构，其参数说明如下：

fd：待操作的文件描述符

*ptr：指向termios结构的指针

函数返回值：成功返回0，失败返回－1。

2.5 注意的问题:

如果不是开发终端之类的，只是串口传输数据，而不需要串口来处理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式来通讯，设置方式如下：

options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/

options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/

3.读写串口

3.1 串口读操作（接收端）

用open函数打开设备文件，函数返回一个文件描述符(file descriptors,fd)，通过文件描述符来访问文件。读串口操作是通过read函数来完成的。函数原型如下：

int read(int fd, *buffer,length)；

参数说明：

（1）.int fd：文件描述符

（2）.*buffer：数据缓冲区

（3）.length：要读取的字节数

函数返回值：

读操作成功读取返回读取的字节数，失败则返回-1。

3.2 串口写操作（发送端）

写串口操作是通过write函数来完成的。函数原型如下：

write(int fd, *buffer,length);

参数说明：

（1）.fd：文件描述符

（2）.*buffer：存储写入数据的数据缓冲区

（3）.length：写入缓冲去的数据字节数

函数返回值：

成功返回写入数据的字节数,该值通常等于length，如果写入失败返回-1。

例如：向终端设备发送初始化命令

设置好串口之后，读写串口就很容易了，把串口当作文件读写就是。

·发送数据

char buffer[1024];

int Length;int nByte;

nByte = write(fd, buffer ,Length)

 

4.关闭串口

关闭串口就是关闭文件。

close(fd);

5.例子

下面是一个简单的读取串口数据的例子，使用了上面定义的一些函数和头文件

/**********************************************************************

代码说明：使用串口二测试的，发送的数据是字符，

但是没有发送字符串结束符号，所以接收到后，后面加上了结束符号。

我测试使用的是单片机发送数据到第二个串口，测试通过。

**********************************************************************/

#define FALSE -1

#define TRUE 0

/*********************************************************************/

int OpenDev(char *Dev)

{

int fd = open( Dev, O_RDWR );

//| O_NOCTTY | O_NDELAY

if (-1 == fd)

{

perror("Can't Open Serial Port");

return -1;

}

else

return fd;

}

int main(int argc, char **argv){

int fd;

int nread;

char buff[512];

char *dev = "/dev/ttyS1"; //串口二

fd = OpenDev(dev);

set_speed(fd,19200);

if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) {

printf("Set Parity Errorn");

exit (0);

}

while (1) //循环读取数据

{

while((nread = read(fd, buff, 512))>0)

{

printf("nLen %dn",nread);

buff[nread+1] = '';

printf( "n%s", buff);

}

}

//close(fd);

// exit (0);

}