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入門教程 Linux操作系統下串口設置及編程

用戶常見的數據通信的基本方式可分為並行通信和串行通信。

並行通信是指利用多條數據傳輸線將一個資料的各位同時傳送。特點是傳輸速度快,適用於短距離通信,但要求傳輸速度較高的應用場合。

串行通信是指利用一條傳輸線將資料一位位的順序傳送。特點是通信線路簡單,利用簡單的線纜就可以實現通信,減低成本,適用於遠距離通信,但傳輸速度慢的應用場合。常用的串口有RS-232-C接口(全稱是“數據終端設備(DTE)和數據通訊設備(DCE)之間串行二進制數據交換接口技術標准”)。

UART控制器:可以工作在Interrupt(中斷)模式或者DMA(直接內存訪問)模式。據有16字節的FIFO(先入先出寄存器),支持最高波特率可達到230.4Kbps。

UART操作:資料發送、資料接收、產生中斷、產生波特率、Loopback模式、紅外模式及自動流控制模式。

串口設置包括:波特率、起始位數量、數據位數量、停止位數量和流控協議。在此可以配置波特率為115200、起始位為1b、數據位8b、停止位1b和無流控制協議。

串口一、串口二對應設備名依次是“/dev/ttyS0”、“/dev/ttyS1”。

在Linux下對串口的讀寫可以使用簡單的“read”、“write”函數完成,不同的是需要對串口的其它參數另作設置。

6.4.2 串口設置詳情

串口設置主要是設置struct termios結構體成員值:

#include<termios.h>

Struct termio

{

       unsigned short c_iflag;          /*輸入模式標志*/

       unsigned short c_oflag;         /*輸出模式標志*/

       unsigned short c_cflag;         /*控制模式標志*/

       unsigned short c_lfag;           /*本地模式標志*/

unsigned short c_line;           /*line discipline*/

unsigned short c_cc[NCC];   /*control characters*/

};

通過對c_cflag的賦值,可以設置波特率、字符大小、數據位、停止位、奇偶校驗位和硬件流控等。

設置串口屬性基本流程:

1.       保存原先串口配置

為了安全起見和以後調試程序方便,可先保存原先串口的配置,使用函數tcgetattr(fd,&oldtio)。該函數得到與fd指向對象的相關參數,並將它們保存於lodtio引用的termios結構中。該函數可以測試配置是否正確、該串口是否可用等。調試成功,函數返回0,失敗,函數返回-1.

if(tcgetattr(fd,&oldtio)!=0)

{

        perror(“SetupSerial 1”);

        return -1;

}

2.       激活選項有CLOCAL和CREAD

CLOCAL和CREAD分別用於本地連接和接受使能,通過位掩碼的方式激活這兩個選項。

Newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

3.       設置波特率

設置波特率的函數主要有cfsetispeed和cfsetospeed。

cfsetispeed(&newtio,B115200);

cfsetospeed(&newtio,B115200);

一般地用戶需要將輸入輸出函數的波特率設置成一樣的。這幾個函數在成功時返回0,失敗-1。

4.       設置字符大小

沒有現成可用函數,需要位掩碼。一般先去除數據位中的位掩碼,再重新按要求設置。

options.c_cflag &= ~CSIZE; /*mask the character size bits*/

options.c_cflag |= CS8;

5.       設置奇偶校驗位

先激活c_cflag中的校驗位使能標志PARENB和是否要進行偶校驗,同時還要激活c_iflag中的奇偶校驗使能。如使能奇校驗時,代碼如下:

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag |=PARODD;

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

而使能偶校驗代碼為:

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag &= ~PAROOD;

6.       設置停止位

通過激活c_cflag中的CSTOPB而實現的。若停止位為1,則清除CSTOPB,若停止位為0,則激活CSTOPB。下面是停止位為1時的代碼:

newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;

7.       設置最少字符和等待時間

在對接收字符和等待時間沒有特別要求的情況下,可以將其設置為0:

newtio.c_cc[VTIME] =0;

newtio.c_cc[VMIN]=0;

8.       處理要寫入的引用對象

在串口重新設置之後,在之前要寫入的引用對象要重新處理,可調用函數tcflush(fd,queue_selector)來處理要寫入引用的對象。對於為傳輸的數據,或收到但未讀取的數據,其處理方法取決於queue_selector的值。

Queue_selector可能取值:

TCIFLUSH:刷新收到的數據但不讀

TCOFLUSH:刷新寫入的數據但不傳送

TCIOLFLUSH:同時刷新收到的數據但不讀,並且刷新寫入的數據但不傳送

本例采用一:

tcflush(fd, TCIFLUSH)

9.       激活配置

用到函數tcsetattr:

函數原型:tcsetattr(fd,OPTION,&newtio);

這裡的newtio就是termios類型的變量,OPTION可能的取值如下:

TCSANOW:改變的配置立即生效

TCSADRAIN:改變的配置在所有寫入fd的輸出都結束後生效

TCSAFLUSH:改變的配置自愛所有寫入fd引用對象的輸出都被結束後生效,所有已接受但為讀入的輸入都在改變發生前丟棄。

該函數調用成功返回0,失敗-1.

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

{

       perror(“com set error”);

       return -1;

}

/*串口配置的完整函數,為了函數的通用性,通常將常用的選項都在函數中列出,可大大方便以後用戶的調試使用

*/ int set_opt(int fd,int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop) { struct termios newtio,oldtio; /*

保存測試現有串口參數設置,在這裡如果串口號等出錯,會有相關的出錯信息

*/ if(tcgetattr(fd,&oldtio)!=0) {    perror(“SetupSerial 1”);        

return -1; } bzero(&newtio,sizeof(newtio)); /*

步驟一,設置字符大小

*/ newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

newtio.c_cflag &= ~CSIZE;  /*

設置停止位

*/ switch(nBits) { case 7:    

newtio.c_cflag |=CS7;    

break; case 8:    

 newtio.c_cflag |=CS8;    

 break; } /*

設置奇偶校驗位

*/ switch(nEvent) { case ‘O‘://奇數   

newtio.c_cflag |= PARENB;    newtio.c_cflag |=PARODD;   

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);    break; case ‘E‘://偶數   

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);    newtio.c_cflag |= PARENB;   

 newtio.c_cflag &= ~PARODD; case ‘N‘://無奇偶校驗位    newtio.c_cflag &= ~PARENB;    break; } /*

設置波特率

*/ 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; } /*

設置停止位*/ if(nStop==1)   

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

 newtio.c_cflag |= CSTOPB; /*

設置等待時間和最小接收字符

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

處理未接受字符

*/ tcflush(fd, TCIFLUSH); /*

激活新配置

*/ if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)

{       

perror(“com set error”); 

return -1;

}

printf("set done!\n");

 return 0;

 }

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