詳解linux下的串口通訊開發[轉載]

詳解linux下的串口通訊開發[轉載] 
串列口是電腦一種常用的介面，具有連接線少，通訊簡單，得到廣泛的使用。常用的串口是RS-232-C介面(又稱EIA RS-232-C)它是在1970年由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統、數據機廠家及電腦終端生產廠家共同制定的用於串列通訊的標準。串口通訊指的是電腦依次以位（bit）為單位來傳送資料，串列通訊使用的範圍很廣，在嵌入式系統開發過程中串口通訊也經常用到通訊方式之一。

Linux對所有裝置的訪問是通過裝置檔案來進行的，串口也是這樣，為了訪問串口，只需開啟其裝置檔案即可操作串口裝置。在linux系統下面，每一個串口裝置都有裝置檔案與其關聯，裝置檔案位於系統的/dev目錄下面。如linux下的/ttyS0，/ttyS1分別表示的是串口1和串口2。下面來詳細介紹linux下是如何使用串口的：

 

1.      串口操作需要用到的標頭檔

#include     <stdio.h>      /*標準輸入輸出定義*/

#include     <stdlib.h>     /*標準函數庫定義*/

#include     <unistd.h>     /*Unix 標準函數定義*/

#include     <sys/types.h> 

#include     <sys/stat.h>  

#include     <fcntl.h>      /*檔案控制定義*/

#include     <termios.h>    /*POSIX 終端控制定義*/

#include     <errno.h>      /*錯誤號碼定義*/

#include   <string.h>       /*字串功能函數*/

2.      串口通訊傳輸速率設定

傳輸速率的設定定義在<asm/termbits.h>，其包含在標頭檔<termios.h>裡。

常用的傳輸速率常數如下：

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

假定程式中想要設定通訊的傳輸速率，使用cfsetispeed( )和cfsetospeed( )函數來操作，擷取傳輸速率資訊是通過cfgetispeed（）和cfgetospeed（）函數來完成的。比如可以這樣來指定串口通訊的傳輸速率：

#include <stdio.h>    //標頭檔定義

........

........

.......

struct termios opt；           /*定義指向termios 結構類型的指標opt*/

 

/***************以下設定通訊傳輸速率****************/

cfsetispeed(&opt，B9600 )； /*指定輸入傳輸速率，9600bps*/

cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定輸出傳輸速率，9600bps*/

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

.........

..........

一般來說，輸入、輸出的傳輸速率應該是一致的。

3.      串口屬性配置

在程式中，很容易配置串口的屬性，這些屬性定義在結構體struct termios中。為在程式中使用該結構體，需要包含檔案<termbits.h>，該標頭檔定義了結構體struct termios。該結構體定義如下：

#define NCCS 19

struct termios {

             tcflag_t c_iflag;               /* 輸入參數 */

             tcflag_t c_oflag;               /* 輸出參數 */

             tcflag_t c_cflag;               /* 控制參數*/

             tcflag_t c_ispeed;              /* 輸入傳輸速率 */

tcflag_t c_ospeed;              /* 輸出傳輸速率 */

             cc_t c_line;                   /* 線控制 */

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

};

其中成員c_line在POSIX(Portable Operating System Interface for UNIX)系統中不使用。對於支援POSIX終端介面的系統中，對於連接埠屬性的設定和擷取要用到兩個重要的函數是：

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

該函數用來設定終端控制屬性，其參數說明如下：

l        fd：待操作的檔案描述符

l        opt_DE：選項值，有三個選項以供選擇：

TCSANOW：  不等資料轉送完畢就立即改變屬性

TCSADRAIN：等待所有資料轉送結束才改變屬性

TCSAFLUSH：清空輸入輸出緩衝區才改變屬性

l        *ptr：指向termios結構的指標

函數傳回值：成功返回0，失敗返回－1。

（2）.int tcgetattr（int fd，*ptr）

該函數用來擷取終端控制屬性，它把串口的預設設定賦給了termios資料資料結構，其參數說明如下：

l     fd：待操作的檔案描述符

l        *ptr：指向termios結構的指標

函數傳回值：成功返回0，失敗返回－1。

4.      開啟串口

在前面已經提到linux下的串口訪問是以裝置檔案形式進行的，所以開啟串口也即是開啟檔案的操作。函數原型可以如下所示：

int open（“DE_name”，int open_Status）

參數說明：

（1）.DE_name：要開啟的裝置檔案名稱

比如要開啟串口1，即為/dev/ttyS0。

（2）.open_Status：檔案開啟檔案，可採用下面的檔案開啟模式：

l          O_RDONLY：以唯讀方式開啟檔案

l          O_WRONLY：以唯寫方式開啟檔案

l          O_RDWR：以讀寫方式開啟檔案

l          O_APPEND：寫入資料時添加到檔案末尾

l          O_CREATE：如果檔案不存在則產生該檔案，使用該標誌需要設定存取權限位mode_t

l          O_EXCL：指定該標誌，並且指定了O_CREATE標誌，如果開啟的檔案存在則會產生一個錯誤

l          O_TRUNC：如果檔案存在並且成功以寫或者唯寫方式開啟，則清除檔案所有內容，使得檔案長度變為0

l          O_NOCTTY：如果開啟的是一個終端裝置，這個程式不會成為對應這個連接埠的控制終端，如果沒有該標誌，任何一個輸入，例如鍵盤中止訊號等，都將影響進程。

l          O_NONBLOCK：該標誌與早期使用的O_NDELAY標誌作用差不多。程式不關心DCD訊號線的狀態，如果指定該標誌，進程將一直在休眠狀態，直到DCD訊號線為0。

函數傳回值：

成功返迴文件描述符，如果失敗返回-1

例如假定以可讀寫方式開啟/dev/ttyS0裝置，就可以這樣操作：

#include<stdio.h>    //標頭檔包含

......

......

int fd; /* 檔案描述符 */

fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | 0_NOCTTY)；  /*以讀寫方式開啟裝置*/

if(fd == -1)

perror("Can not open Serial_Port 1/n！")；/*開啟失敗時的錯誤提示*/

........

........

 

5.      串口讀操作（接收端）

用open函數開啟裝置檔案，函數返回一個檔案描述符(file descriptors,fd)，通過檔案描述符來訪問檔案。讀串口操作是通過read函數來完成的。函數原型如下：

int read(int fd, *buffer,length)；

參數說明：

（1）.int fd：檔案描述符

（2）.*buffer：資料緩衝區

（3）.length：要讀取的位元組數

函數傳回值：

讀操作成功讀取返回讀取的位元組數，失敗則返回-1。

6.      串口寫操作（發送端）

寫串口操作是通過write函數來完成的。函數原型如下：

write(int fd, *buffer,length);

參數說明：

（1）.fd：檔案描述符

（2）.*buffer：儲存寫入資料的資料緩衝區

（3）.length：寫入緩衝去的資料位元組數

函數傳回值：

成功返回寫入資料的位元組數,該值通常等於length，如果寫入失敗返回-1。

例如：向終端裝置發送初始化命令

#include<stdio.h>    //標頭檔包含

......

......

 

int n

sbuf[]={Hello，this is a Serial_Port test！/n }；//待發送資料

int len_send="sizeof"（sbuf）；//發送緩衝區位元組數定義

n = write(fd,sbuf,len_send); //寫緩衝區

if(n == -1)

{

printf("Wirte sbuf error./n");

}

......

......

7.      關閉串口

對裝置檔案的操作與對普通檔案的操作一樣，開啟操作之後還需要關閉，關閉串口用函數close( )來操作，函數原型為：

int close(int fd);

參數說明：

fd：檔案描述符

函數傳回值：

成功返回0，失敗返回-1。

在後面的文章我會提供一個串列通訊的測試程式，供大家參考！