Linux 串列埠程式設計

在linux中，所有的裝置檔案一般位於"/dev"目錄下，其中串列埠對應的名稱為"/dev/ttySx",(因驅動不同，該裝置名也會有所不同)，可也檢視在"/dev"下的檔案以確認。在linux下對裝置的操作方法與對檔案操作方法一樣，因此，對串列埠的讀寫就可以使用簡單的read，write等函式來完成，所不同的只是需要對串列埠的其他引數另做配置。

       串列埠的設定主要是設定structtermios結構體中的成員，如下所示.

struct termios

{

  tcflag_t  c_iflag;       //輸入模式標誌

   tcflag_t  c_oflag;       //輸出模式標誌

  tcflag_t  c_cflag;       //控制模式標誌

  tcflag_t  c_lflag;       //本地模式標誌

   cc_t   c_line;           //線路規則

   cc_t   c_cc[NCC];        //控制特性

}

       C_iflag支援的常量名稱如下表所示,其用於控制埠接收端的字元輸入處理。

 

C_oflag支援的常量名稱如下表所示，其用於控制終端埠傳送出去的字元處理。

 

C_cflag支援的常量名稱如下表所示，其是結構中最重要的一個，通過對他的賦值，使用者可以設定波特率，字元大小，資料位，停止位，奇偶校驗位和硬體流控等。但是c_cflag中的成員不能直接對其初始化，需要將其通過“或”、“與”操作使用其中的某些選項。

 

C_lflag支援的常量名稱如下表所示，其用於控制終端的本地資料處理和工作模式。

 

C_cc[nccs]支援的常量名稱如下表所示

操作串列埠的控制函式

Linux串列埠實現-uart.c

/************************************************************************************************************* 
 * 檔名: 	  		uart.c 
 * 功能:      		Linux串列埠操作函式
 * 作者:      		oxp_edward@163.com 
 * 建立時間:    	2014年12月31日 
 * 最後修改時間:	2014年12月31日  
 * 詳細:      		無
*************************************************************************************************************/  
#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 <strings.h>

static int SerialPortFd = 0; //儲存串列埠的檔案描述符

/*************************************************************************************************************************
*函式        :	int SerialIsValid(void)
*功能        : 檢查串列埠檔案描述符的有效性
*引數        : 無
*返回        : 0：有效
			  -1：無效
*依賴        : 無
*作者        : edward
*時間        : 20141231
*最後修改時間: 20141231
*說明        : 無
*************************************************************************************************************************/
static int SerialIsValid(void)
{
	//SerialPortFd 安全檢查
	if(0 == SerialPortFd)
	{
		perror("SerialPortFd is invalid");
		return -1;
	}
	return 0;
}
/*************************************************************************************************************************
*函式        :	int SerialIsValid(void)
*功能        : 檢查串列埠檔案描述符的有效性
*引數        : 無
*返回        : 0：有效
			  -1：無效
*依賴        : 無
*作者        : edward
*時間        : 20141231
*最後修改時間: 20141231
*說明        : 無
*************************************************************************************************************************/

int SerialOpen(const char *devicePath)
{
	SerialPortFd = open(devicePath,O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
	if(SerialPortFd < 0)
	{
		perror(devicePath);
		printf("%s open failed\n",devicePath);
		return -1;
	}
	return 0;
}
/*************************************************************************************************************************
*函式        :	int SerialConfig(int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop)
*功能        : 串列埠引數設定
*引數        : nSpeed:波特率
			   nBits :資料位
			   nEvent:奇偶校驗位
			   nStop :停止位
*返回        : 0：設定成功
			  -1：設定失敗
*依賴        : 無
*作者        : edward
*時間        : 20141231
*最後修改時間: 20141231
*說明        : 無
*************************************************************************************************************************/

int SerialConfig(int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop)
{
	int rtn = 0;
	int speed = 0;
	struct termios NewConfig,OldConfig;
	
	//SerialPortFd 安全檢查
	if(SerialIsValid())
		return -1;
	
	
	//1、儲存原串列埠配置
	/*tcgetattr(serialPortFd,&options)得到與SerialFd指向物件的相關引數，
	並將它們儲存於oldtio,該函式,還可以測試配置是否正確，該串列埠是否
	可用等。若呼叫成功，函式返回值為0，若呼叫失敗，函式返回值為1.*/
	rtn = tcgetattr(SerialPortFd,&OldConfig);
	if(0 != rtn)
	{
		perror("Error on tcgetattr");
		return -1;
	}
	
	bzero(&NewConfig,sizeof(NewConfig));
	
	//2、啟用選項
	//CLOCAL:修改控制模式，保證程式不會佔用串列埠
	//CREAD:修改控制模式，接收使能，使得能夠從串列埠中讀取輸入資料
	NewConfig.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
	
	//3、設定資料位
	//在設定資料位時，需要先使用CSIZE位清空資料位設定,然後再設定相應的資料位
	NewConfig.c_cflag &= ~CSIZE;
	switch(nBits)
	{
		case 8: NewConfig.c_cflag |= CS8;break;
		case 7: NewConfig.c_cflag |= CS7;break;
		case 6: NewConfig.c_cflag |= CS6;break;
		case 5: NewConfig.c_cflag |= CS5;break;
		default:
			printf("Error on nBits\n");
			return -1;
	}
	
	//4、設定奇偶校驗位
	//設定奇偶校驗需要使用到termiso中的兩個成員：c_cflag和c_iflag,
	//首先啟用c_cflag中的校驗位使能標誌PARENB,這樣會對輸出資料產生校驗位，
	//而輸入資料進行校驗檢測。同時還要啟用c_iflag中的對於輸入資料的奇偶校驗使能INPCK
	//c_cflag中的PARODD為1時使用奇校驗，為0時使用偶校驗
	switch(nEvent)
	{
		case 'o':
		case 'O':  //設定為奇校驗
			NewConfig.c_cflag |=(PARODD|PARENB);
			NewConfig.c_iflag |= INPCK;
		break;
		case 'e':
		case 'E':  //設定為偶校驗
			NewConfig.c_cflag |=PARENB;
			NewConfig.c_cflag &= ~PARODD;
			NewConfig.c_iflag |= INPCK;
		break;
		case 's':
		case 'S':	/*as no parity*/
			NewConfig.c_cflag &=~PARENB;
			NewConfig.c_cflag &= ~CSTOPB;
		break;
		case 'n':
		case 'N': //設定無奇偶校驗位
			NewConfig.c_cflag &= ~PARENB;
			NewConfig.c_iflag &= ~INPCK;
		break;
		default:	
			printf("Error on nEvent\n");
			return -1;
	}
	
	//5、設定波特率
	switch(nSpeed)
	{
		case 2400: speed = B2400; break;
		case 4800: speed = B4800; break;
		case 9600: speed = B9600; break;
		case 19200: speed = B19200; break;
		case 38400: speed = B38400; break;
		case 115200: speed = B115200; break;
		default:
			printf("Error on nSpeed\n");
			return -1;
	}
	cfsetispeed(&NewConfig,speed);
	cfsetospeed(&NewConfig,speed);
	
	//6、設定停止位
	//設定停止位是通過啟用c_cflag中的CSTOPB而實現的。若停止位為1個，這清除CSTOPB，若停止位為2個，則啟用CSTOPB
	switch(nStop)
	{
		case 1: NewConfig.c_cflag &= ~CSTOPB;break;
		case 2: NewConfig.c_cflag |=  CSTOPB;break;
		default:
			printf("Error on nStop\n");
			return;
	}
	
	//7、設定等待時間和最小接收字元
	NewConfig.c_cc[VTIME] = 0;//讀取一個字元等待1*(1/10)s
	NewConfig.c_cc[VMIN] = 0;//讀取字元的最少個數

	
	//8、清除串列埠緩衝
	//在串列埠重新設定後，需要對當前的串列埠裝置進行適當的處理，
	//這時可以呼叫tcdrain,tcflow,tcflush等函式來處理目前串列埠緩衝區中的資料
	//tcdrain 函式使程式阻塞，直到輸出緩衝區中的資料全部傳送完畢
	//tcflow  函式用於暫停或重新開始輸出
	//tcflush 函式用於清空輸入/輸出緩衝區
	
	//如果發生資料溢位，接收資料，但是不再讀取
	tcflush(SerialPortFd,TCIFLUSH);
	
	//9、啟用配置
	//在串列埠配置完成後，需要使用tcsetattr函式啟用配置。
	rtn = tcsetattr(SerialPortFd,TCSANOW,&NewConfig);
	if(0 != rtn)
	{
		perror("Error on tcsetattr");
		return -1;
	}
	
	printf("Serial Set Done\n");
	return 0;
}
/*************************************************************************************************************************
*函式        :	int SerialReceive(unsigned char *buf,int size)
*功能        :  串列埠接收資料
*引數        : buf: 接收緩衝區
			   size：緩衝區大小
*返回        :錯誤-1，返回接收資料的大小
*依賴        : 無
*作者        : edward
*時間        : 20141231
*最後修改時間: 20141231
*說明        : 無
*************************************************************************************************************************/

int SerialReceive(unsigned char *buf,int size)
{
	int rtn ;
	//SerialPortFd 安全檢查
	if(SerialIsValid())
		return -1;
	rtn = read(SerialPortFd,buf,size);
//	printf("ReadLength = %d\n",rtn);
	return rtn;
}
/*************************************************************************************************************************
*函式        : int SerialSend(unsigned char *buf,int DataLength)
*功能        : 串列埠傳送資料
*引數        : buf：傳送緩衝區
			   DataLength：需要傳送的位元組數
*返回        : rtn：成功傳送的位元組數
			  -1：傳送失敗
*依賴        : 無
*作者        : edward
*時間        : 20141231
*最後修改時間: 20141231
*說明        : 無
*************************************************************************************************************************/

int SerialSend(unsigned char *buf,int DataLength)
{
	int rtn ;
	//SerialPortFd 安全檢查
	if(SerialIsValid())
		return -1;
#if 0
	int remain = DataLength;
	int offset = 0;
	int sub = 0;
	while(remain > 0 )
	{
		sub = (remain >= 8? 8:remain);
		write(SerialPortFd,buf+offset,sub);
		tcflush(SerialPortFd,TCOFLUSH);
		remain -= 8;
		offset += 8;
	}
#else
	rtn = write(SerialPortFd,buf,DataLength);
#endif
	return rtn;	
}
/*************************************************************************************************************************
*函式        : int SerialIsValid(void)
*功能        : 關閉串列埠
*引數        : 無
*返回        : 0：關閉成功
*依賴        : 無
*作者        : edward
*時間        : 20141231
*最後修改時間: 20141231
*說明        : 無
*************************************************************************************************************************/
int SerialClose(void)
{
	//SerialPortFd 安全檢查
	if(SerialIsValid())
			return -1;
	close(SerialPortFd);
	return 0;
}

uart.h標頭檔案

#ifndef __UART_H__
#define __UART_H__
int SerialOpen(const char *devicePath);
int SerialConfig(int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop);
int SerialReceive(unsigned char *buf,int size);
int SerialSend(unsigned char *buf,int DataLength);
int SerialClose(void);
#endif

uart-test測試檔案，固定傳送字元，並接收，硬體上將串列埠的RX與TX相連線

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "uart.h"
int main(int argc,char**argv)
{
	int rtn;
	int Count = 0;
	unsigned char *send = "Hello Uart";
	unsigned char buf[1024] ={0};
	if(2 > argc){
		printf("Input error\n");
		printf("Usage: %s <Device>\n",argv[0]);
		printf("Eample: %s /dev/ttyS0\n",argv[0]);
		return -1;
	}
	//開啟串列埠
	rtn = SerialOpen(argv[1]);
	if(0 > rtn)
		return -1;
	//配置串列埠
	rtn = SerialConfig(115200,8,'n',1);
	if(0 > rtn)
		return -1;
	//迴圈傳送與接收
	while(1)
	{	//傳送資料
		rtn = SerialSend(send,strlen(send));
		if(0 < rtn){
			printf("[Send]: %s\n",send);
		}
		sleep(1);
		//接收資料
		rtn = SerialReceive(buf,sizeof(buf));
		if(0 < rtn){
			printf("[Recv]: %s\n",buf);
		}
	}
}