Linux下串口编程【转】

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/************声明：本人只是见到这篇文章对我帮助很大才转载的，但是这个完整的程序里面本来有语法错误的，现在让我改过来了************/

---------------------------------------------------------

Author             :tiger-john
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Email               ：[e-mail]

Update-Time   : 2011年2月14日星期一

Tiger声明：本人鄙视直接复制本人文章而不加出处的个人或团体，

但不排斥别人转载tiger-john的文章，只是请您注明出处并和本人

联系或留言给我。3Q

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前面已经提到过Linux下皆为文件，这当然也包括我们今天的主角àUART0串口。因此对他的一切操作都和文件的操作一样（涉及到了open,read,write,close等文件的基本操作）。

一．Linux下的串口编程又那几部分组成

1.    打开串口

2.    串口初始化

3.    读串口或写串口

4.    关闭串口

二．串口的打开

既然串口在linux中被看作了文件，那么在对文件进行操作前先要对其进行打开操作。

1.在Linxu中，串口设备是通过串口终端设备文件来访问的，即通过访问/dev/ttyS0,/dev/ttyS1,/dev/ttyS2这些设备文件实现对串口的访问。

2.调用open()函数来代开串口设备，对于串口的打开操作，必须使用O_NOCTTY参数。

l  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，任务一个输入(eg:键盘中止信号等)都将影响进程。

l  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）。

3.打开串口模块有那及部分组成

1>调用open()函数打开串口，获取串口设备文件描述符

2>获取串口状态，判断是否阻塞

3>测试打开的文件描述符是否为终端设备

4程序:

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

* 名称：                    UART0_Open

* 功能：                    打开串口并返回串口设备文件描述

* 入口参数：            fd    :文件描述符     port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)

* 出口参数：            正确返回为1，错误返回为0

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

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);

}

//判断串口的状态是否为阻塞状态

if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)

{

printf("fcntl failed!/n");

return(FALSE);

}

else

{

printf("fcntl=%d/n",fcntl(fd, F_SETFL,0));

}

//测试是否为终端设备

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一样。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)

2.    串口初始化模块有那几部分组成：

1>.设置波特率

2>设置数据流控制

2>设置帧的格式(即数据位个数，停止位，校验位)

John哥说明：

1>设置串口参数时要用到termios结构体,因此先要通过函数

tcgettattr(fd,&options)获得串口指向termios结构的指针。

2>通过cfsetispeed函数和cfsetospeed函数用来设置串口的输入/输出波特率。一般情况下，输入和输出波特率相等的。

3>设置数据位可以通过修改termios机构体中c_flag来实现。其中CS5,CS6,CS7,CS8对应数据位的5，6，7，8。在设置数据位时，必须要用CSIZE做位屏蔽。

4>数据流控制是使用何种方法来标志数据传输的开始和结束。

5>在设置完波特率，数据流控制，数据位，校验位，停止位，停止位后，还要设置最小等待时间和最小接收字符。

6>在完成配置后要通过tcsetattr()函数来激活配置。

3.程序：

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

* 名称：                UART0_Set

* 功能：                设置串口数据位，停止位和效验位

* 入口参数：        fd         串口文件描述符

*                              speed      串口速度

*                              flow_ctrl  数据流控制

*                           databits   数据位   取值为 7 或者8

*                           stopbits   停止位   取值为 1 或者2

*                           parity     效验类型 取值为N,E,O,,S

*出口参数：              正确返回为1，错误返回为0

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

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)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数,还可以测试配置是否正确，该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1.

*/

if  ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0)

{

perror("SetupSerial 1");

return(FALSE);

}

//设置串口输入波特率和输出波特率

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，保证程序不会占用串口

options.c_cflag |= CLOCAL;

//修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据

options.c_cflag |= CREAD;

//设置数据流控制

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 ://使用软件流控制

options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;

break;

}

//设置数据位

options.c_cflag &= ~CSIZE; //屏蔽其他标志位

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);

}

//设置校验位

switch (parity)

{

case 'n':

case 'N': //无奇偶校验位。

options.c_cflag &= ~PARENB;

options.c_iflag &= ~INPCK;

break;

case 'o':

case 'O'://设置为奇校验

options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);

options.c_iflag |= INPCK;

break;

case 'e':

case 'E'://设置为偶校验

options.c_cflag |= PARENB;

options.c_cflag &= ~PARODD;

options.c_iflag |= INPCK;

break;

case 's':

case 'S': //设置为空格

options.c_cflag &= ~PARENB;

options.c_cflag &= ~CSTOPB;

break;

default:

fprintf(stderr,"Unsupported parity/n");

return (FALSE);

}

// 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 bits/n");

return (FALSE);

}

//修改输出模式，原始数据输出

options.c_oflag &= ~OPOST;

//设置等待时间和最小接收字符

options.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */

options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 */

//如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取

tcflush(fd,TCIFLUSH);

//激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中）

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

{

perror("com set error!/n");

return (FALSE);

}

return (TRUE);

}

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

* 名称：                  UART0_Init()

* 功能：                串口初始化

* 入口参数：        fd           文件描述符

*               speed     串口速度

*                              flow_ctrl   数据流控制

*               databits    数据位   取值为 7 或者8

*                           stopbits   停止位   取值为 1 或者2

*                           parity     效验类型 取值为N,E,O,,S

* 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0

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

int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrlint databits,int stopbits,int parity)

{

int err;

//设置串口数据帧格式

if (UART0_Set(fd,115200,0,8,1,'N') == FALSE)

{

return FALSE;

}

else

{

return  TRUE;

}

}

注：

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*/

四．    串口的读写函数：

1.     读写串口是通过使用read函数和write函数来实现的。

2.     程序

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

* 名称：                  UART0_Recv

* 功能：                接收串口数据

* 入口参数：        fd                  :文件描述符

*                              rcv_buf     :接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中

*                              data_len    :一帧数据的长度

* 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0

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

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实现串口的多路通信

fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);

if(fs_sel)

{

len = read(fd,data,data_len);

return len;

}

else

{

return FALSE;

}

}

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

* 名称：                UART0_Send

* 功能：                发送数据

* 入口参数：        fd                  :文件描述符

*                              send_buf    :存放串口发送数据

*                              data_len    :一帧数据的个数

* 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0

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

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．    关闭串口

在完成对串口设备的操作后，要调用close函数关闭该文件描述符。

程序：

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

* 名称：                UART0_Close

* 功能：                关闭串口并返回串口设备文件描述

* 入口参数：        fd    :文件描述符

* 出口参数：        void

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

void UART0_Close(int fd)

{

close(fd);

}

一．    一个完整程序

1. /************************Copyright(c)*******************************
2. **                       西安邮电学院
3. **                       graduate school
4. **                                     XNMS项目组
5. **                       WebSite :blog.csdn.net/tigerjb
6. **------------------------------------------FileInfo-------------------------------------------------------
7. ** File name:                 main.c
8. ** Last modified Date:  2011-01-31
9. ** Last Version:              1.0
10. ** Descriptions:
11. **------------------------------------------------------------------------------------------------------
12. ** Created by:               冀博
13. ** Created date:            2011-01-31
14. ** Version:                            1.0
15. ** Descriptions:             The original version
16. **------------------------------------------------------------------------------------------------------
17. ** Modified by:
18. ** Modified date:
19. ** Version:
20. ** Descriptions:
21. *******************************************************************/
22. //串口相关的头文件
23. #include<stdio.h>      /*标准输入输出定义*/
24. #include<stdlib.h>     /*标准函数库定义*/
25. #include<unistd.h>     /*Unix 标准函数定义*/
26. #include<sys/types.h>
27. #include<sys/stat.h>
28. #include<fcntl.h>      /*文件控制定义*/
29. #include<termios.h>    /*PPSIX 终端控制定义*/
30. #include<errno.h>      /*错误号定义*/
31. #include<string.h>
32. //宏定义
33. #define FALSE  -1
34. #define TRUE   0
35. /*******************************************************************
36. * 名称：                  UART0_Open
37. * 功能：                打开串口并返回串口设备文件描述
38. * 入口参数：        fd    :文件描述符     port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
39. * 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0
40. *******************************************************************/
41. int UART0_Open(int fd,char* port)
42. {
43. fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
44. if (FALSE == fd)
45. {
46. perror("Can't Open Serial Port");
47. return(FALSE);
48. }
49. //恢复串口为阻塞状态
50. if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0)
51. {
52. printf("fcntl failed!\n");
53. return(FALSE);
54. }
55. else
56. {
57. printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));
58. }
59. //测试是否为终端设备
60. if(0 == isatty(STDIN_FILENO))
61. {
62. printf("standard input is not a terminal device\n");
63. return(FALSE);
64. }
65. else
66. {
67. printf("isatty success!\n");
68. }
69. printf("fd->open=%d\n",fd);
70. return fd;
71. }
72. /*******************************************************************
73. * 名称：                UART0_Close
74. * 功能：                关闭串口并返回串口设备文件描述
75. * 入口参数：        fd    :文件描述符     port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2)
76. * 出口参数：        void
77. *******************************************************************/
78. void UART0_Close(int fd)
79. {
80. close(fd);
81. }
82. /*******************************************************************
83. * 名称：                UART0_Set
84. * 功能：                设置串口数据位，停止位和效验位
85. * 入口参数：        fd        串口文件描述符
86. *                              speed     串口速度
87. *                              flow_ctrl   数据流控制
88. *                           databits   数据位   取值为 7 或者8
89. *                           stopbits   停止位   取值为 1 或者2
90. *                           parity     效验类型 取值为N,E,O,,S
91. *出口参数：          正确返回为1，错误返回为0
92. *******************************************************************/
93. int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
94. {
95. int   i;
96. int   status;
97. int   speed_arr[] = { B115200, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300};
98. int   name_arr[] = {115200,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300};
99. struct termios options;
100. /*tcgetattr(fd,&options)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数还可以测试配置是否正确，该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1.
101. */
102. if  ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0)
103. {
104. perror("SetupSerial 1");
105. return(FALSE);
106. }
107. //设置串口输入波特率和输出波特率
108. for ( i= 0;  i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int);  i++)
109. {
110. if  (speed == name_arr[i])
111. {
112. cfsetispeed(&options, speed_arr[i]);
113. cfsetospeed(&options, speed_arr[i]);
114. }
115. }
116. //修改控制模式，保证程序不会占用串口
117. options.c_cflag |= CLOCAL;
118. //修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据
119. options.c_cflag |= CREAD;
120. //设置数据流控制
121. switch(flow_ctrl)
122. {
123. case 0 ://不使用流控制
124. options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
125. break;
126. case 1 ://使用硬件流控制
127. options.c_cflag |= CRTSCTS;
128. break;
129. case 2 ://使用软件流控制
130. options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
131. break;
132. }
133. //设置数据位
134. //屏蔽其他标志位
135. options.c_cflag &= ~CSIZE;
136. switch (databits)
137. {
138. case 5    :
139. options.c_cflag |= CS5;
140. break;
141. case 6    :
142. options.c_cflag |= CS6;
143. break;
144. case 7    :
145. options.c_cflag |= CS7;
146. break;
147. case 8:
148. options.c_cflag |= CS8;
149. break;
150. default:
151. fprintf(stderr,"Unsupported data size\n");
152. return (FALSE);
153. }
154. //设置校验位
155. switch (parity)
156. {
157. case 'n':
158. case 'N': //无奇偶校验位。
159. options.c_cflag &= ~PARENB;
160. options.c_iflag &= ~INPCK;
161. break;
162. case 'o':
163. case 'O'://设置为奇校验
164. options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
165. options.c_iflag |= INPCK;
166. break;
167. case 'e':
168. case 'E'://设置为偶校验
169. options.c_cflag |= PARENB;
170. options.c_cflag &= ~PARODD;
171. options.c_iflag |= INPCK;
172. break;
173. case 's':
174. case 'S': //设置为空格
175. options.c_cflag &= ~PARENB;
176. options.c_cflag &= ~CSTOPB;
177. break;
178. default:
179. fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");
180. return (FALSE);
181. }
182. // 设置停止位
183. switch (stopbits)
184. {
185. case 1:
186. options.c_cflag &= ~CSTOPB; break;
187. case 2:
188. options.c_cflag |= CSTOPB; break;
189. default:
190. fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n");
191. return (FALSE);
192. }
193. //修改输出模式，原始数据输出
194. options.c_oflag &= ~OPOST;
195. options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);//我加的
196. //options.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON);
197. //设置等待时间和最小接收字符
198. options.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */
199. options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 */
200. //如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取 刷新收到的数据但是不读
201. tcflush(fd,TCIFLUSH);
202. //激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中）
203. if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
204. {
205. perror("com set error!\n");
206. return (FALSE);
207. }
208. return (TRUE);
209. }
210. /*******************************************************************
211. * 名称：                UART0_Init()
212. * 功能：                串口初始化
213. * 入口参数：        fd       :  文件描述符
214. *               speed  :  串口速度
215. *                              flow_ctrl  数据流控制
216. *               databits   数据位   取值为 7 或者8
217. *                           stopbits   停止位   取值为 1 或者2
218. *                           parity     效验类型 取值为N,E,O,,S
219. *
220. * 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0
221. *******************************************************************/
222. int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
223. {
224. int err;
225. //设置串口数据帧格式
226. if (UART0_Set(fd,19200,0,8,1,'N') == FALSE)
227. {
228. return FALSE;
229. }
230. else
231. {
232. return  TRUE;
233. }
234. }
235. /*******************************************************************
236. * 名称：                  UART0_Recv
237. * 功能：                接收串口数据
238. * 入口参数：        fd                  :文件描述符
239. *                              rcv_buf     :接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中
240. *                              data_len    :一帧数据的长度
241. * 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0
242. *******************************************************************/
243. int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len)
244. {
245. int len,fs_sel;
246. fd_set fs_read;
247. struct timeval time;
248. FD_ZERO(&fs_read);
249. FD_SET(fd,&fs_read);
250. time.tv_sec = 10;
251. time.tv_usec = 0;
252. //使用select实现串口的多路通信
253. fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL,&time);
254. if(fs_sel)
255. {
256. len = read(fd,rcv_buf,data_len);
257. printf("I am right!(version1.2) len = %d fs_sel = %d\n",len,fs_sel);
258. return len;
259. }
260. else
261. {
262. printf("Sorry,I am wrong!");
263. return FALSE;
264. }
265. }
266. /********************************************************************
267. * 名称：                  UART0_Send
268. * 功能：                发送数据
269. * 入口参数：        fd                  :文件描述符
270. *                              send_buf    :存放串口发送数据
271. *                              data_len    :一帧数据的个数
272. * 出口参数：        正确返回为1，错误返回为0
273. *******************************************************************/
274. int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len)
275. {
276. int len = 0;
277. len = write(fd,send_buf,data_len);
278. if (len == data_len )
279. {
280. return len;
281. }
282. else
283. {
284. tcflush(fd,TCOFLUSH);
285. return FALSE;
286. }
287. }
288. int main(int argc, char **argv)
289. {
290. int fd;                            //文件描述符
291. int err;                           //返回调用函数的状态
292. int len;
293. int i;
294. char rcv_buf[100];
295. char send_buf[20]="tiger john";
296. if(argc != 3)
297. {
298. printf("Usage: %s /dev/ttySn 0(send data)/1 (receive data) \n",argv[0]);
299. return FALSE;
300. }
301. fd = UART0_Open(fd,argv[1]); //打开串口，返回文件描述符
302. do{
303. err = UART0_Init(fd,19200,0,8,1,'N');
304. printf("Set Port Exactly!\n");
305. }while(FALSE == err || FALSE == fd);
306. if(0 == strcmp(argv[2],"0"))
307. {
308. for(i = 0;i < 10;i++)
309. {
310. len = UART0_Send(fd,send_buf,10);
311. if(len > 0)
312. printf(" %d send data successful\n",i);
313. else
314. printf("send data failed!\n");
315. sleep(2);
316. }
317. UART0_Close(fd);
318. }
319. else
320. {
321. while (1) //循环读取数据
322. {
323. len = UART0_Recv(fd, rcv_buf,9);
324. if(len > 0)
325. {
326. rcv_buf[len] = '\0';
327. printf("receive data is %s\n",rcv_buf);
328. printf("len = %d\n",len);
329. }
330. else
331. {
332. printf("cannot receive data\n");
333. }
334. sleep(2);
335. }
336. UART0_Close(fd);
337. }
338. }
339. /*********************************************************************                            End Of File                          **
340. *******************************************************************/