Linux下的串口編程(二）
Linxu下的串口編程（二）linux
---------------------------------------------------------ios
Author :tiger-john
WebSite :blog.csdn.net/tigerjb編程
Email ：jibo.tiger@gmail.com函數
Update-Time : 2011年2月14日星期一測試
Tiger聲明：本人鄙視直接複製本人文章而不加出處的我的或團體，spa
但不排斥別人轉載tiger-john的文章，只是請您註明出處並和本人.net
聯繫或留言給我。3Q指針
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前面已經提到過Linux下皆爲文件，這固然也包括咱們今天的主角àUART0串口。所以對他的一切操做都和文件的操做同樣（涉及到了open,read,write,close等文件的基本操做）。對象
一．Linux下的串口編程又那幾部分組成
1. 打開串口
2. 串口初始化
3. 讀串口或寫串口
4. 關閉串口
二．串口的打開
既然串口在linux中被看做了文件，那麼在對文件進行操做前先要對其進行打開操做。
1.在Linxu中，串口設備是經過串口終端設備文件來訪問的，即經過訪問/dev/ttyS0,/dev/ttyS1,/dev/ttyS2這些設備文件實現對串口的訪問。
2.調用open()函數來代開串口設備，對於串口的打開操做，必須使用O_NOCTTY參數。
l O_NOCTTY:表示打開的是一個終端設備，程序不會成爲該端口的控制終端。若是不使用此標誌，任務一個輸入(eg:鍵盤停止信號等)都將影響進程。
l O_NDELAY:表示不關心DCD信號線所處的狀態（端口的另外一端是否激活或者中止）。
3.打開串口模塊有那及部分組成
1>調用open()函數打開串口，獲取串口設備文件描述符
2>獲取串口狀態，判斷是否阻塞
3>測試打開的文件描述符是否爲終端設備
4程序:
/*****************************************************************
* 名稱： UART0_Open
* 功能： 打開串口並返回串口設備文件描述
* 入口參數： fd :文件描述符 port :串口號(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*****************************************************************/
int UART0_Open(int fd,char* port)
{
fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (FALSE == fd)
{
perror("Can''t Open Serial Port");
return(FASLE);
}
//判斷串口的狀態是否爲阻塞狀態
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
{
printf("fcntl failed!/n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("fcntl=%d/n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
}
//測試是否爲終端設備
if(0 == isatty(STDIN_FILENO))
{
printf("standard input is not a terminal device/n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("isatty success!/n");
}
printf("fd->open=%d/n",fd);
return fd;
}
三．串口的初始化
1. 在linux中的串口初始化和前面的串口初始化同樣。須要設置串口波特率，數據流控制，幀的格式(即數據位個數，中止位，校驗位,數據流控制)
2. 串口初始化模塊有那幾部分組成：
1>.設置波特率
2>設置數據流控制
2>設置幀的格式(即數據位個數，中止位，校驗位)
John哥說明：
1>設置串口參數時要用到termios結構體,所以先要經過函數
tcgettattr(fd,&options)得到串口指向termios結構的指針。
2>經過cfsetispeed函數和cfsetospeed函數用來設置串口的輸入/輸出波特率。通常狀況下，輸入和輸出波特率相等的。
3>設置數據位能夠經過修改termios機構體中c_flag來實現。其中CS5,CS6,CS7,CS8對應數據位的5，6，7，8。在設置數據位時，必需要用CSIZE作位屏蔽。
4>數據流控制是使用何種方法來標誌數據傳輸的開始和結束。
5>在設置完波特率，數據流控制，數據位，校驗位，中止位，中止位後，還要設置最小等待時間和最小接收字符。
6>在完成配置後要經過tcsetattr()函數來激活配置。
3.程序：
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Set
* 功能： 設置串口數據位，中止位和效驗位
* 入口參數： fd 串口文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 數據流控制
* databits 數據位 取值爲 7 或者8
* stopbits 中止位 取值爲 1 或者2
* parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
*出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{
int i;
int status;
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 };
struct termios options;
/*tcgetattr(fd,&options)獲得與fd指向對象的相關參數，並將它們保存於options,該函數,還能夠測試配置是否正確，該串口是否可用等。若調用成功，函數返回值爲，若調用失敗，函數返回值爲1.
*/
if ( tcgetattr( fd,&options) != 0)
{
perror("SetupSerial 1");
return(FALSE);
}
//設置串口輸入波特率和輸出波特率
for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++)
{
if (speed == name_arr[i])
{
cfsetispeed(&Options, speed_arr[i]);
cfsetospeed(&Options, speed_arr[i]);
}
}
//修改控制模式，保證程序不會佔用串口
options.c_cflag |= CLOCAL;
//修改控制模式，使得可以從串口中讀取輸入數據
options.c_cflag |= CREAD;
//設置數據流控制
switch(flow_ctrl)
{
case 0 ://不使用流控制
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
break;
case 1 ://使用硬件流控制
options.c_cflag |= CRTSCTS;
break;
case 2 ://使用軟件流控制
options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
break;
}
//設置數據位
options.c_cflag &= ~CSIZE; //屏蔽其餘標誌位
switch (databits)
{
case 5 :
options.c_cflag |= CS5;
break;
case 6 :
options.c_cflag |= CS6;
break;
case 7 :
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported data size/n");
return (FALSE);
}
//設置校驗位
switch (parity)
{
case ''n'':
case ''N'': //無奇偶校驗位。
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_iflag &= ~INPCK;
break;
case ''o'':
case ''O''://設置爲奇校驗
options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case ''e'':
case ''E''://設置爲偶校驗
options.c_cflag |= PARENB;
options.c_cflag &= ~PARODD;
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case ''s'':
case ''S'': //設置爲空格
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported parity/n");
return (FALSE);
}
// 設置中止位
switch (stopbits)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported stop bits/n");
return (FALSE);
}
//修改輸出模式，原始數據輸出
options.c_oflag &= ~OPOST;
//設置等待時間和最小接收字符
options.c_cc[VTIME] = 1; /* 讀取一個字符等待1*(1/10)s */
options.c_cc[VMIN] = 1; /* 讀取字符的最少個數爲1 */
//若是發生數據溢出，接收數據，可是再也不讀取
tcflush(fd,TCIFLUSH);
//激活配置 (將修改後的termios數據設置到串口中）
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
{
perror("com set error!/n");
return (FALSE);
}
return (TRUE);
}
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Init()
* 功能： 串口初始化
* 入口參數： fd 文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 數據流控制
* databits 數據位 取值爲 7 或者8
* stopbits 中止位 取值爲 1 或者2
* parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint databits,int stopbits,int parity)
{
int err;
//設置串口數據幀格式
if (UART0_Set(fd,115200,0,8,1,''N'') == FALSE)
{
return FALSE;
}
else
{
return TRUE;
}
}
注：
若是不是開發終端之類的，只是串口傳輸數據，而不須要串口來處理，那麼使用原始模式(Raw Mode)方式來通信，設置方式以下：
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
四． 串口的讀寫函數：
1. 讀寫串口是經過使用read函數和write函數來實現的。
2. 程序
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Recv
* 功能： 接收串口數據
* 入口參數： fd :文件描述符
* rcv_buf :接收串口中數據存入rcv_buf緩衝區中
* data_len :一幀數據的長度
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len)
{
int len,fs_sel;
fd_set fs_read;
struct timeval time;
FD_ZERO(&fs_read);
FD_SET(fd,&fs_read);
time.tv_sec = 10;
time.tv_usec = 0;
//使用select實現串口的多路通訊
fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);
if(fs_sel)
{
len = read(fd,data,data_len);
return len;
}
else
{
return FALSE;
}
}
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Send
* 功能： 發送數據
* 入口參數： fd :文件描述符
* send_buf :存放串口發送數據
* data_len :一幀數據的個數
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
{
int len = 0;
len = write(fd,send_buf,data_len);
if (len == data_len )
{
return len;
}
else
{
tcflush(fd,TCOFLUSH);
return FALSE;
}
}
五． 關閉串口
在完成對串口設備的操做後，要調用close函數關閉該文件描述符。
程序：
/******************************************************
* 名稱： UART0_Close
* 功能： 關閉串口並返回串口設備文件描述
* 入口參數： fd :文件描述符
* 出口參數： void
*******************************************************************/
void UART0_Close(int fd)
{
close(fd);
}
一． 一個完整程序
/************************Copyright(c)*******************************
** 西安郵電學院
** graduate school
** XNMS項目組
** WebSite :blog.csdn.net/tigerjb
**------------------------------------------FileInfo-------------------------------------------------------
** File name: main.c
** Last modified Date: 2011-01-31
** Last Version: 1.0
** Descriptions:
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Created by: 冀博
** Created date: 2011-01-31
** Version: 1.0
** Descriptions: The original version
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:
** Modified date:
** Version:
** Descriptions:
*******************************************************************/
//串口相關的頭文件
#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> /*文件控制定義*/
#include<termios.h> /*PPSIX 終端控制定義*/
#include<errno.h> /*錯誤號定義*/
#include<string.h>
//宏定義
#define FALSE -1
#define TRUE
struct termios
{
unsigned short c_iflag; //輸入模式標誌
unsigned short c_oflag; //輸出模式標誌
unsigned short c_cflag; //控制模式標誌
unsigned short c_lflag; //本地模式標誌
unsigned char c_line; //line discipline
unsigned char c_cc[NCC]; // control characters
};
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Open
* 功能： 打開串口並返回串口設備文件描述
* 入口參數： fd :文件描述符 port :串口號(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Open(int fd,char* port)
{
fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if (FALSE == fd)
{
perror("Can''t Open Serial Port");
return(FASLE);
}
//判斷串口的狀態是否爲阻塞狀態
if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
{
printf("fcntl failed!/n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("fcntl=%d/n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
}
//測試是否爲終端設備
if(0 == isatty(STDIN_FILENO))
{
printf("standard input is not a terminal device/n");
return(FALSE);
}
else
{
printf("isatty success!/n");
}
printf("fd->open=%d/n",fd);
return fd;
}
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Close
* 功能： 關閉串口並返回串口設備文件描述
* 入口參數： fd :文件描述符 port :串口號(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
* 出口參數： void
*******************************************************************/
void UART0_Close(int fd)
{
close(fd);
}
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Set
* 功能： 設置串口數據位，中止位和效驗位
* 入口參數： fd 串口文件描述符
* speed 串口速度
* flow_ctrl 數據流控制
* databits 數據位 取值爲 7 或者8
* stopbits 中止位 取值爲 1 或者2
* parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
*出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{
int i;
int status;
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, };
struct termios options;
/*tcgetattr(fd,&options)獲得與fd指向對象的相關參數，並將它們保存於options,該函數還能夠測試配置是否正確，該串口是否可用等。若調用成功，函數返回值爲，若調用失敗，函數返回值爲1.
*/
if ( tcgetattr( fd,&options) != 0)
{
perror("SetupSerial 1");
return(FALSE);
}
//設置串口輸入波特率和輸出波特率
for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++)
{
if (speed == name_arr[i])
{
cfsetispeed(&Options, speed_arr[i]);
cfsetospeed(&Options, speed_arr[i]);
}
}
//修改控制模式，保證程序不會佔用串口
options.c_cflag |= CLOCAL;
//修改控制模式，使得可以從串口中讀取輸入數據
options.c_cflag |= CREAD;
//設置數據流控制
switch(flow_ctrl)
{
case 0 ://不使用流控制
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
break;
case 1 ://使用硬件流控制
options.c_cflag |= CRTSCTS;
break;
case 2 ://使用軟件流控制
options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
break;
}
//設置數據位
//屏蔽其餘標誌位
options.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits)
{
case 5 :
options.c_cflag |= CS5;
break;
case 6 :
options.c_cflag |= CS6;
break;
case 7 :
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported data size/n");
return (FALSE);
}
//設置校驗位
switch (parity)
{
case ''n'':
case ''N'': //無奇偶校驗位。
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_iflag &= ~INPCK;
break;
case ''o'':
case ''O''://設置爲奇校驗
options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case ''e'':
case ''E''://設置爲偶校驗
options.c_cflag |= PARENB;
options.c_cflag &= ~PARODD;
options.c_iflag |= INPCK;
break;
case ''s'':
case ''S'': //設置爲空格
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported parity/n");
return (FALSE);
}
// 設置中止位
switch (stopbits)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported stop bits/n");
return (FALSE);
}
//修改輸出模式，原始數據輸出
options.c_oflag &= ~OPOST;
//設置等待時間和最小接收字符
options.c_cc[VTIME] = 1; /* 讀取一個字符等待1*(1/10)s */
options.c_cc[VMIN] = 1; /* 讀取字符的最少個數爲1 */
//若是發生數據溢出，接收數據，可是再也不讀取
tcflush(fd,TCIFLUSH);
//激活配置 (將修改後的termios數據設置到串口中）
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
{
perror("com set error!/n");
return (FALSE);
}
return (TRUE);
}
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Init()
* 功能： 串口初始化
* 入口參數： fd : 文件描述符
* speed : 串口速度
* flow_ctrl 數據流控制
* databits 數據位 取值爲 7 或者8
* stopbits 中止位 取值爲 1 或者2
* parity 效驗類型 取值爲N,E,O,,S
*
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint databits,int stopbits,int parity)
{
int err;
//設置串口數據幀格式
if (UART0_Set(fd,115200,0,8,1,''N'') == FALSE)
{
return FALSE;
}
else
{
return TRUE;
}
}
/*******************************************************************
* 名稱： UART0_Recv
* 功能： 接收串口數據
* 入口參數： fd :文件描述符
* rcv_buf :接收串口中數據存入rcv_buf緩衝區中
* data_len :一幀數據的長度
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len)
{
int len,fs_sel;
fd_set fs_read;
struct timeval time;
FD_ZERO(&fs_read);
FD_SET(fd,&fs_read);
time.tv_sec = 10;
time.tv_usec = 0;
//使用select實現串口的多路通訊
fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);
if(fs_sel)
{
len = read(fd,data,data_len);
return len;
}
else
{
return FALSE;
}
}
/********************************************************************
* 名稱： UART0_Send
* 功能： 發送數據
* 入口參數： fd :文件描述符
* send_buf :存放串口發送數據
* data_len :一幀數據的個數
* 出口參數： 正確返回爲1，錯誤返回爲
*******************************************************************/
int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
{
int len = 0;
len = write(fd,send_buf,data_len);
if (len == data_len )
{
return len;
}
else
{
tcflush(fd,TCOFLUSH);
return FALSE;
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd; //文件描述符
int err; //返回調用函數的狀態
int len;
int i;
char rcv_buf[100];
char send_buf[20]="tiger john";
if(argc != 3)
{
printf("Usage: %s /dev/ttySn 0(send data)/1 (receive data) /n",argv[0]);
return FALSE;
}
fd = UART0_Open(fd,argv[1]); //打開串口，返回文件描述符
do{
err = UART0_Init(fd,115200,0,8,1,''N'');
printf("Set Port Error/n");
}while(FASLE == err || FASLE == fd);
if(0 == strcmp(argv[2],"0"))
{
for(i = 0;i < 10;i++)
{
len = URAT0_Send(fd,send_buf,10);
if(len > 0)
printf(" %d send data successful/n",i);
else
printf("send data failed!/n");
sleep(2);
}
UART0_Close(fd);
}
else
{
while (1) //循環讀取數據
{
len = read(fd, rcv_buf,9);
if(len > 0)
{
printf("receive data is %s/n",recv_buf);
}
else
{
printf("cannot receive data/n");
}
sleep(2);
}
UART0_Close(fd);
}
}
/********************************************************************* End Of File **
*******************************************************************/
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