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串行口是计算机一种常用的接口，具有连接线少，通讯简单，得到广泛的使用。常用的串口是RS-232-C接口(又称EIARS-232-C)它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。串口通讯指的是计算机依次以位（bit）为单位来传送数据，串行通讯使用的范围很广，在嵌入式系统开发过程中串口通讯也经常用到通讯方式之一。Linux对所有设备的访问是通过设备文件来进行的，串口也是这样，为了访问串口，只需打开其设备文件即可操作串口设备。在linux系统下面，每一个串口设备都有设备文件与其关联，设备文件位于系统的/dev目录下面。如linux下的/ttyS0，/ttyS1分别表示的是串口1和串口2。下面来详细介绍linux下是如何使用串口的：
1.串口操作需要用到的头文件
＃i nclude <stdio.h> /*标准输入输出定义*/
＃i nclude <stdlib.h> /*标准函数库定义*/
＃i nclude <unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/
＃i nclude <sys/types.h>
＃i nclude <sys/stat.h>
＃i nclude <fcntl.h> /*文件控制定义*/
＃i nclude <termios.h> /*POSIX 终端控制定义*/
＃i nclude <errno.h> /*错误号定义*/
＃i nclude <string.h> /*字符串功能函数*/
2.串口通讯波特率设置
波特率的设置定义在<asm/termbits.h>，其包含在头文件<termios.h>里。
常用的波特率常数如下：
B0 ----- 0 B1800 ----- 1800
B50 ----- 50 B2400 ----- 2400
B75 ----- 75 B4800 ----- 4800
B110 ----- 110 B9600 ----- 9600
B134 ----- 134.5 B19200 ----- 19200
B200 ----- 200 B38400 ----- 38400
B300 ----- 300 B57600 ----- 57600
B600 ----- 600 B76800 ----- 76800
B1200----- 1200 B115200 ----- 115200
假定程序中想要设置通讯的波特率，使用cfsetispeed( )和cfsetospeed( )函数来操作，获取波特率信息是通过cfgetispeed（）和cfgetospeed（）函数来完成的。比如可以这样来指定串口通讯的波特率：
＃i nclude <stdio.h> //头文件定义
.......
struct termios opt； /*定义指向termios 结构类型的指针opt*/
/***************以下设置通讯波特率****************/
cfsetispeed(&opt，B9600 )； /*指定输入波特率，9600bps*/
cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定输出波特率，9600bps*/
/************************************************/
..........
一般来说，输入、输出的波特率应该是一致的。
3.串口属性配置
在程序中，很容易配置串口的属性，这些属性定义在结构体struct termios中。为在程序中使用该结构体，需要包含文件<termbits.h>，该头文件定义了结构体struct termios。该结构体定义如下：
#define NCCS 19
struct termios {
tcflag_t c_iflag; /* 输入参数 */
tcflag_t c_oflag; /* 输出参数 */
tcflag_t c_cflag; /* 控制参数*/
tcflag_t c_ispeed; /* 输入波特率 */
tcflag_t c_ospeed; /* 输出波特率 */
cc_t c_line; /* 线控制 */
cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符*/
};
其中成员c_line在POSIX(Portable Operating System Interface for UNIX)系统中不使用。对于支持POSIX终端接口的系统中，对于端口属性的设置和获取要用到两个重要的函数是：
(1)、int tcsetattr（int fd，int opt_DE，*ptr）
该函数用来设置终端控制属性，其参数说明如下：
int fd：待操作的文件描述符
int opt_DE：选项值，有三个选项以供选择：
TCSANOW： 不等数据传输完毕就立即改变属性
TCSADRAIN：等待所有数据传输结束才改变属性
TCSAFLUSH：清空输入输出缓冲区才改变属性
*ptr：指向termios结构的指针
函数返回值：成功返回0，失败返回－1。
(2)、int tcgetattr（int fd，*ptr）
该函数用来获取终端控制属性，它把串口的默认设置赋给了termios数据数据结构，其参数说明如下：
int fd：待操作的文件描述符
*ptr：指向termios结构的指针
函数返回值：成功返回0，失败返回－1。
4.打开串口
在前面已经提到linux下的串口访问是以设备文件形式进行的，所以打开串口也即是打开文件的操作。函数原型可以如下所示：
int open（“DE_name”，int open_Status）
参数说明：
(1)、DE_name：要打开的设备文件名
比如要打开串口1，即为/dev/ttyS0。
(2)、open_Status：文件打开方式，可采用下面的文件打开模式：
O_RDONLY：以只读方式打开文件
O_WRONLY：以只写方式打开文件
O_RDWR： 以读写方式打开文件
O_APPEND：写入数据时添加到文件末尾
O_CREATE：如果文件不存在则产生该文件，使用该标志需要设置访问权限位mode_t
O_EXCL： 指定该标志，并且指定了O_CREATE标志，如果打开的文件存在则会产生一个错误
O_TRUNC： 如果文件存在并且成功以写或者只写方式打开，则清除文件所有内容，使得文件长度变为0
O_NOCTTY：如果打开的是一个终端设备，这个程序不会成为对应这个端口的控制终端，如果没有该标志，任何一个输入，例如键盘中止信号等，都将影响进程。
O_NONBLOCK：该标志与早期使用的O_NDELAY标志作用差不多。程序不关心DCD信号线的状态，如果指定该标志，进程将一直在休眠状态，直到DCD信号线为0。
函数返回值：
成功返回文件描述符，如果失败返回-1
例如假定以可读写方式打开/dev/ttyS0设备，就可以这样操作：
＃i nclude<stdio.h> //头文件包含
......
int fd; /* 文件描述符 */
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | 0_NOCTTY)； /*以读写方式打开设备*/
if(fd == -1)
perror("Can not open Serial_Port 1\n！")；/*打开失败时的错误提示*/
........
5.串口读操作（接收端）
用open函数打开设备文件，函数返回一个文件描述符(file descriptors,fd)，通过文件描述符来访问文件。读串口操作是通过read函数来完成的。函数原型如下：
int read(int fd, *buffer,length)；
参数说明：
(1)、int fd：文件描述符
(2)、*buffer：数据缓冲区
(3)、length：要读取的字节数
函数返回值：
读操作成功读取返回读取的字节数，失败则返回-1。
6.串口写操作（发送端）
写串口操作是通过write函数来完成的。函数原型如下：
write(int fd, *buffer,length);
参数说明：
(1)、fd：文件描述符
(2)、*buffer：存储写入数据的数据缓冲区
(3)、length：写入缓冲去的数据字节数
函数返回值：
成功返回写入数据的字节数,该值通常等于length，如果写入失败返回-1。
例如：向终端设备发送初始化命令
＃i nclude<stdio.h> //头文件包含
......
int n
sbuf[]={Hello，this is a Serial_Port test！\n }；//待发送数据
int len_send="sizeof"（sbuf）；//发送缓冲区字节数定义
n = write(fd,sbuf,len_send); //写缓冲区
if(n == -1)
{
printf("Wirte sbuf error.\n");
}
......
7.关闭串口
对设备文件的操作与对普通文件的操作一样，打开操作之后还需要关闭，关闭串口用函数close( )来操作，函数原型为：
int close(int fd);
参数说明：
fd：文件描述符
函数返回值：
成功返回0，失败返回-1。
NAME
termios, tcgetattr, tcsetattr, tcsendbreak, tcdrain, tcflush,tcflow,cfmakeraw, cfgetospeed, cfgetispeed, cfsetispeed, cfsetospeed -获取和设置终端属性，行控制，获取和设置波特率
SYNOPSIS 总览
＃i nclude <termios.h>
＃i nclude <unistd.h>
int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
int tcsetattr(int fd, int optional_actions, struct termios *termios_p);
int tcsendbreak(int fd, int duration);
int tcdrain(int fd);
int tcflush(int fd, int queue_selector);
int tcflow(int fd, int action);
int cfmakeraw(struct termios *termios_p);
speed_t cfgetispeed(struct termios *termios_p);
speed_t cfgetospeed(struct termios *termios_p);
int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
DESCRIPTION 描述
termios 函数族提供了一个常规的终端接口，用于控制非同步通信端口。
这里描述的大部分属性有一个 termios_p 类型的参数，它是指向一个 termios 结构的指针。这个结构包含了至少下列成员：
tcflag_t c_iflag; /* 输入模式 */
tcflag_t c_oflag; /* 输出模式 */
tcflag_t c_cflag; /* 控制模式 */
tcflag_t c_lflag; /* 本地模式 */
cc_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */
c_iflag 标志常量：
IGNBRK 忽略输入中的 BREAK 状态。
BRKINT 如果设置了 IGNBRK，将忽略 BREAK。如果没有设置，但是设置了 BRKINT，那么 BREAK将使得输入和输出 队列被刷新，如果终端是一个前台进程组的控制终端，这个进程组中所有进程将收到 SIGINT信号。如果 既未设置IGNBRK 也未设置 BRKINT，BREAK 将视为与 NUL 字符同义，除非设置了PARMRK，这种情况下它 被视为序列 \377 \0 \0。
IGNPAR 忽略桢错误和奇偶校验错。
PARMRK 如果没有设置 IGNPAR，在有奇偶校验错或桢错误的字符前插入 \377 \0。如果既没有设置 IGNPAR 也没有 设置 PARMRK，将有奇偶校验错或桢错误的字符视为 \0。
INPCK 启用输入奇偶检测。
ISTRIP 去掉第八位。
INLCR 将输入中的 NL 翻译为 CR。
IGNCR 忽略输入中的回车。
ICRNL 将输入中的回车翻译为新行 (除非设置了 IGNCR)。
IUCLC (不属于 POSIX) 将输入中的大写字母映射为小写字母。
IXON 启用输出的 XON/XOFF 流控制。
IXANY (不属于 POSIX.1；XSI) 允许任何字符来重新开始输出。(?)
IXOFF 启用输入的 XON/XOFF 流控制。
IMAXBEL (不属于 POSIX) 当输入队列满时响零。Linux 没有实现这一位，总是将它视为已设置。
POSIX.1 中定义的 c_oflag 标志常量：
OPOST 启用具体实现自行定义的输出处理。其余 c_oflag 标志常量定义在 POSIX 1003.1-2001 中，除非另外说 明。
OLCUC (不属于 POSIX) 将输出中的小写字母映射为大写字母。
ONLCR (XSI) 将输出中的新行符映射为回车-换行。
OCRNL 将输出中的回车映射为新行符
ONOCR 不在第 0 列输出回车。
ONLRET 不输出回车。
OFILL 发送填充字符作为延时，而不是使用定时来延时。
OFDEL (不属于 POSIX) 填充字符是 ASCII DEL (0177)。如果不设置，填充字符则是 ASCII NUL。
NLDLY 新行延时掩码。取值为 NL0 和 NL1。
CRDLY 回车延时掩码。取值为 CR0, CR1, CR2, 或 CR3。
TABDLY 水平跳格延时掩码。取值为 TAB0, TAB1, TAB2, TAB3 (或 XTABS)。取值为 TAB3，即 XTABS，将扩展跳格 为空格 (每个跳格符填充 8 个空格)。(?)
BSDLY 回退延时掩码。取值为 BS0 或 BS1。(从来没有被实现过)
VTDLY 竖直跳格延时掩码。取值为 VT0 或 VT1。
FFDLY 进表延时掩码。取值为 FF0 或 FF1。
c_cflag 标志常量：
CBAUD (不属于 POSIX) 波特率掩码 (4+1 位)。
CBAUDEX (不属于 POSIX) 扩展的波特率掩码 (1 位)，包含在 CBAUD 中。(POSIX 规定波特率存储在termios结构中，并未精确指定它的位置，而是提供了函数cfgetispeed()和cfsetispeed()来存取它。一些系统使用c_cflag中CBAUD 选择的位，其他系统使用单独的变量，例如sg_ispeed和sg_ospeed。)
CSIZE 字符长度掩码。取值为 CS5, CS6, CS7, 或 CS8。
CSTOPB 设置两个停止位，而不是一个。
CREAD 打开接受者。
PARENB 允许输出产生奇偶信息以及输入的奇偶校验。
PARODD 输入和输出是奇校验。
HUPCL 在最后一个进程关闭设备后，降低 modem 控制线 (挂断)。(?)
CLOCAL 忽略 modem 控制线。
LOBLK (不属于 POSIX) 从非当前 shell 层阻塞输出(用于 shl )。(?)
CIBAUD (不属于 POSIX) 输入速度的掩码。CIBAUD 各位的值与 CBAUD 各位相同，左移了 IBSHIFT 位。
CRTSCTS (不属于 POSIX) 启用 RTS/CTS (硬件) 流控制。
c_lflag 标志常量：
ISIG 当接受到字符 INTR, QUIT, SUSP, 或 DSUSP 时，产生相应的信号。
ICANON 启用标准模式 (canonical mode)。允许使用特殊字符EOF, EOL, EOL2, ERASE, KILL, LNEXT, REPRINT, STATUS, 和 WERASE，以及按行的缓冲。
XCASE (不属于 POSIX; Linux 下不被支持)如果同时设置了 ICANON，终端只有大写。输入被转换为小写，除了以\ 前缀的字符。输出时，大写字符被前缀 \，小写字符被转换成大写。
ECHO 回显输入字符。
ECHOE 如果同时设置了 ICANON，字符 ERASE 擦除前一个输入字符，WERASE 擦除前一个词。
ECHOK 如果同时设置了 ICANON，字符 KILL 删除当前行。
ECHONL 如果同时设置了 ICANON，回显字符 NL，即使没有设置 ECHO。
ECHOCTL (不属于 POSIX) 如果同时设置了 ECHO，除了 TAB, NL, START, 和 STOP 之外的ASCII 控制信号被回显为 ^X, 这里 X 是比控制信号大 0x40 的 ASCII 码。例如，字符 0x08 (BS) 被回显为 ^H。
ECHOPRT (不属于 POSIX) 如果同时设置了 ICANON 和 IECHO，字符在删除的同时被打印。
ECHOKE (不属于 POSIX) 如果同时设置了 ICANON，回显 KILL 时将删除一行中的每个字符，如同指定了 ECHOE 和 ECHOPRT 一样。
DEFECHO (不属于 POSIX) 只在一个进程读的时候回显。
FLUSHO (不属于 POSIX; Linux 下不被支持)输出被刷新。这个标志可以通过键入字符 DISCARD 来开关。
NOFLSH 禁止在产生 SIGINT, SIGQUIT 和 SIGSUSP 信号时刷新输入和输出队列。
TOSTOP 向试图写控制终端的后台进程组发送 SIGTTOU 信号。
PENDIN (不属于 POSIX; Linux 下不被支持)在读入下一个字符时，输入队列中所有字符被重新输出。(bash 用它来处理 typeahead)
IEXTEN 启用实现自定义的输入处理。这个标志必须与 ICANON 同时使用，才能解释特殊字符 EOL2，LNEXT， REPRINT 和 WERASE，IUCLC 标志才有效。
c_cc 数组定义了特殊的控制字符。符号下标 (初始值) 和意义为：
VINTR (003, ETX, Ctrl-C, or also 0177, DEL, rubout)中断字符。发出 SIGINT 信号。当设置 ISIG 时可被识 别，不再作为输入传递。
VQUIT (034, FS, Ctrl-\)退出字符。发出 SIGQUIT 信号。当设置 ISIG 时可被识别，不再作为输入传递。
VERASE (0177, DEL, rubout, or 010, BS, Ctrl-H, or also #)删除字符。删除上一个还没有删掉的字符，但不 删除上一个 EOF 或行首。当设置 ICANON 时可被识别，不再作为输入传递。
VKILL (025, NAK, Ctrl-U, or Ctrl-X, or also @)终止字符。删除自上一个 EOF 或行首以来的输入。当设置 ICANON 时可被识别，不再作为输入传递。
VEOF (004, EOT, Ctrl-D)文件尾字符。更精确地说，这个字符使得 tty缓冲中的内容被送到等待输入的用户程 序中，而不必等到 EOL。如果它是一行的第一个字符，那么用户程序的 read() 将返回0，指示读到了 EOF。当设置 ICANON 时可被识别，不再作为输入传递。
VMIN 非 canonical 模式读的最小字符数。
VEOL (0, NUL)附加的行尾字符。当设置 ICANON 时可被识别。
VTIME 非 canonical 模式读时的延时，以十分之一秒为单位。
VEOL2 (not in POSIX; 0, NUL)另一个行尾字符。当设置 ICANON 时可被识别。
VSWTCH (not in POSIX; not supported under Linux; 0, NUL)开关字符。(只为 shl 所用。)
VSTART (021, DC1, Ctrl-Q)开始字符。重新开始被 Stop 字符中止的输出。当设置 IXON 时可被识别，不再作为 输入传递。
VSTOP (023, DC3, Ctrl-S)停止字符。停止输出，直到键入 Start 字符。当设置 IXON 时可被识别，不再作为输 入传递。
VSUSP (032, SUB, Ctrl-Z)挂起字符。发送 SIGTSTP 信号。当设置 ISIG 时可被识别，不再作为输入传递。
VDSUSP (not in POSIX; not supported under Linux; 031, EM,Ctrl-Y)延时挂起信号。当用户程序读到这个字 符时，发送 SIGTSTP 信号。当设置 IEXTEN 和ISIG，并且系统支持作业管理时可被识别，不再作为输入 传递。
VLNEXT (not in POSIX; 026, SYN, Ctrl-V)字面上的下一个。引用下一个输入字符，取消它的任何特殊含义。当 设置 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递。
VWERASE (not in POSIX; 027, ETB, Ctrl-W)删除词。当设置 ICANON 和 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递
VREPRINT (not in POSIX; 022, DC2, Ctrl-R)重新输出未读的字符。当设置 ICANON 和 IEXTEN 时可被识别，不再 作为输入传递。
VDISCARD (not in POSIX; not supported under Linux; 017, SI, Ctrl-O)开关：开始/结束丢弃未完成的输出。当 设置 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递。
VSTATUS (not in POSIX; not supported under Linux; status request:024, DC4, Ctrl-T).这些符号下标值是 互不相同的，除了 VTIME，VMIN 的值可能分别与 VEOL，VEOF相同。(在 non-canonical 模式下，特殊字 符的含义更改为延时含义。MIN表示应当被读入的最小字符数。TIME是以十分之一秒为单位的计时器。如 果同时设置了它们，read 将等待直到至少读入一个字符，一旦读入MIN 个字符或者从上次读入字符开始 经过了TIME 时间就立即返回。如果只设置了 MIN，read 在读入 MIN个字符之前不会返回。如果只设置了 TIME，read将在至少读入一个字符，或者计时器超时的时候立即返回。如果都没有设置，read将立即返回 ，只给出当前准备好的字符。) (?)
tcgetattr()
得到与 fd 指向的对象相关的参数，将它们保存于 termios_p 引用的 termios 结构中。函数可以从后台进程中调用；但是，终端属性可能被后来的前台进程所改变。
tcsetattr()
设置与终端相关的参数 (除非需要底层支持却无法满足)，使用 termios_p 引用的termios 结构。optional_actions 指定了什么时候改变会起作用：TCSANOW 改变立即发生；TCSADRAIN改变在所有写入fd的输出都被传输后生效。这个函数应当用于修改影响输出的参数时使用；TCSAFLUSH改变在所有写入fd引用的对象的输出都被传输后生效，所有已接受但未读入的输入都在改变发生前丢弃；
tcsendbreak()
传送连续的 0 值比特流，持续一段时间，如果终端使用异步串行数据传输的话。如果duration 是 0，它至少传输 0.25 秒，不会超过 0.5 秒。如果 duration非零，它发送的时间长度由实现定义。如果终端并非使用异步串行数据传输，tcsendbreak() 什么都不做。
tcdrain()
等待直到所有写入fd引用的对象的输出都被传输。
tcflush()
丢弃要写入引用的对象，但是尚未传输的数据，或者收到但是尚未读取的数据，取决于queue_selector的值：TCIFLUSH 刷新收到的数据但是不读；TCOFLUSH 刷新写入的数据但是不传送；TCIOFLUSH同时刷新收到的数据但是不读，并且刷新写入的数据但是不传送；
tcflow()
挂起fd引用的对象上的数据传输或接收，取决于action的值：TCOOFF 挂起输出；TCOON 重新开始被挂起的输出；TCIOFF 发送一个 STOP 字符，停止终端设备向系统传送数据；TCION 发送一个 START 字符，使终端设备向系统传输数据；
打开一个终端设备时的默认设置是输入和输出都没有挂起。波特率函数被用来获取和设置 termios结构中，输入和输出波特率的值。新值不会马上生效，直到成功调用了 tcsetattr() 函数。设置速度为 B0 使得 modem "挂机"。与B38400 相应的实际比特率可以用 setserial(8) 调整。输入和输出波特率被保存于 termios 结构中。
cfmakeraw 设置终端属性如下：
termios_p->c_iflag &=~(IGNBRK|BRKINT|PARMRK|ISTRIP|INLCR|IGNCR|ICRNL|IXON); termios_p->c_oflag &= ~OPOST;
termios_p->c_lflag &= ~(ECHO|ECHONL|ICANON|ISIG|IEXTEN);
termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE|PARENB);
termios_p->c_cflag |= CS8;
cfgetospeed()
返回 termios_p 指向的 termios 结构中存储的输出波特率
cfsetospeed()
设置termios_p指向的 termios 结构中存储的输出波特率为 speed。取值必须是以下常量之一：
B0 B50 B75 B110 B134 B150 B200
B300 B600 B1200 B1800 B2400 B4800 B9600
B19200 B38400 B57600 B115200 B230400
零值 B0 用来中断连接。如果指定了 B0，不应当再假定存在连接。通常，这样将断开连接。CBAUDEX 是一个掩码，指示高于 POSIX.1 定义的速度的那一些 (57600 及以上)。因此，B57600 & CBAUDEX 为非零。
cfgetispeed()
返回 termios 结构中存储的输入波特率。
cfsetispeed()
设置 termios 结构中存储的输入波特率为speed。如果输入波特率被设为0，实际输入波特率将等于输出波特率。 |
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发表于 2009-5-27 21:28:16
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