Linux下串口编程

Linux系统下，诸如串口、触摸屏、GPIO、ADC等等各种设备的操作，都是通过访问其对应的设备节点进行控制。相应地，串口通过访问/dev/ttyS0、/dev/ttyS1、/dev/ttyS2...对其进行配置与控制。
串口配置的参数包括：波特率，数据位，校验位，停止位与流控。
串口的配置主要是通过配置struct termios结构体，其原型如下：

#include<termios.h>
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_lfag;        /*本地模式标志*/
  unsigned short c_line;        /*line discipline*/
  unsigned short c_cc[NCC];   /*control characters*/
};

其中，通过对 c_cflag与c_iflag的赋值，可以设置波特率、数据位、奇偶校验位、停止位、流控。
1、波特率配置
串口通过函数cfsetispeed和cfsetospeed设置端口的输入/输出波特率：
int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
其中termios_p为串口接头体termios指针变量；speed为需要设置的串口传输速率，取值与波特率对应关系见表：

宏定义	波特率（单位：bit/s）	宏定义	波特率（单位：bit/s）
B0	0	B1800	1800
B50	50	B2400	2400
B75	75	B4800	4800
B110	110	B9600	9600
B134	134	B19200	19200
B150	150	B38400	38400
B200	200	B57600	57600
B300	300	B115200	115200
B600	600	B230400	230400
B1200	1200

2、数据位配置
串口数据位的配置通过修改termios结构体成员c_cflag实现，CS5、CS6、CS7和CS8分别表示数据位为5、6、7和8。在设置数据位前，先使用CSIZE做位屏蔽：
termios_p.c_cflag &= ~CSIZE;
termios_p.c_cflag |= CS5; /*配置为5数据位*/
3、校验位配置
校验位包括：无校验、奇校验、偶校验、空格等：
无校验：
termios_p.c_cflag &= ~PARENB;
termios_p.c_iflag &= ~INPCK;
奇校验：
termios_p.c_cflag &= (PARODD | PARENB);
termios_p.c_iflag &= INPCK;
偶校验：
termios_p.c_cflag |= PARENB;
termios_p.c_cflag ~PARODD;
termios_p.c_iflag & |= INPCK;
空格：
termios_p.c_cflag &= ~PARENB;
termios_p.c_cflag &= ~CSTOPB;
termios_p.c_iflag |= INPCK;
4、停止位配置
串口停止位通过激活c_cflag的CSTOPB控制，具体方法如下：
1个停止位：
termios_p.c_cflag &= ~CSTOPB;
2个停止位：
termios_p.c_cflag |= CSTOPB;
5、流控配置
流控用于标识数据的开始与结束，流控的种类包括硬件流、软件流与不使用流控。
不使用流控：
termios_p.c_cflag &= ~CRTSCTS;
硬件流：
termios_p.c_cflag |= CRTSCTS;
软件流：
termios_p.c_cfalg |= IXON | IXOFF | IXANY;

例子程序：
程序实现了配置串口0参数与向串口0输出数据

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>
#include <asm/ioctl.h>

void Set_uart(int fd, int databits, int stopbit, char parity, char datastream)
{
int ret;
struct termios termios_opt;

if(tcgetattr(fd, &termios_opt))
{
  perror("tcgetattr error\n");
  return;
}

/*flush memory*/
tcflush(fd,TCIOFLUSH);

/*Set i/o speed*/
cfsetispeed(&termios_opt, B115200);
cfsetospeed(&termios_opt, B115200);

/*active options*/
termios_opt.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

/*set databits,default is 8 databits*/
termios_opt.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits)
{
  case 5:
    termios_opt.c_cflag |= CS5;
    break;
  case 6:
    termios_opt.c_cflag |= CS6;
    break;
  case 7:
    termios_opt.c_cflag |= CS7;
    break;
  case 8:
    termios_opt.c_cflag |= CS8;
    break;
  default:
    termios_opt.c_cflag |= CS8;
    break;
}

/*Set Parity, default is no vertify*/
switch (parity)
{ 
  case 'N': /*no vertify*/
    termios_opt.c_cflag &= ~PARENB;
    termios_opt.c_iflag &= ~INPCK;
    break;
  case 'O': /*odd vertify*/
    termios_opt.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
    termios_opt.c_iflag |= INPCK;
    break;
  case 'E': /*even vertify*/
    termios_opt.c_cflag |= PARENB;
    termios_opt.c_cflag &= ~PARODD;
    termios_opt.c_iflag |= INPCK;
    break;
  case 'S': /*space vertify*/
    termios_opt.c_cflag &= ~PARENB;
    termios_opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
    termios_opt.c_iflag |= INPCK;
    break;
  default:
    termios_opt.c_cflag &= ~PARENB;
    termios_opt.c_iflag &= ~INPCK;
    break;
}

/*Set stop bits, default is 1 stopbit*/ 
switch (stopbit)
{
  case 1:
    termios_opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
    break;
  case 2:
    termios_opt.c_cflag |= CSTOPB;
    break;
  default:
    termios_opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
    break;
}

/*set data stream,default is no data stream control*/
switch (datastream)
{
  case 'N': /*no data stream control*/
    termios_opt.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    break;
  case 'H': /*hardware data stream control*/
    termios_opt.c_cflag |= CRTSCTS;
    break;
  case 'S': /*software data stream control*/
    termios_opt.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
    break;
  default:
    termios_opt.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    break;
}

/*oput modle,initial data output*/
termios_opt.c_oflag &= ~OPOST;

/*set waiting time and recv min character*/
termios_opt.c_cc[VTIME] = 0;
termios_opt.c_cc[VMIN] = 0;

/*flush memory*/
tcflush(fd,TCIFLUSH);

/*start using new options*/
if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&termios_opt)) != 0)
{
  perror("serial setup error\n");
  return;
}

printf("set serial done!\n");
return ;
}

int main(void)
{
int serial_fd;
unsigned char data[14] = {0};

memset(data,'a',sizeof(data));
printf("open UART..\n");

serial_fd = open("/dev/ttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);
if (serial_fd == -1)
{
  perror("Serial open error!\n");
  return -1;
}

/*Set uart*/
Set_uart(serial_fd, 8, 1, 'N', 'N'); //8 databits, 1 stopbit, No vertify, No data stream control

while(1)
{
  write(serial_fd, data, sizeof(data));    
  tcdrain(serial_fd);
  sleep(2);
 } 
 close(serial_fd);
 return 0;
}

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