Linux环境串口程序设计.docx
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Linux环境串口程序设计
Linux环境串口程序设计
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议，常用PC机上包含的是RS232规格的串口，具有连接线少，通讯简单，得到广泛的使用。
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。
在串口编程中，比较重要的是串口的设置，我们要设置的部分包括:
波特率，数据位，停止位，奇偶校验位；要注意的是，每台机器的串口默认设置可能是不同的，如果你没设置这些，仅仅按照默认设置进行发送数据，很可能出现n多异想不到而又查不出来的情况。
1）设置波特率
#include
#include
intcfsetispeed（structtermios*termios_p,speed_tspeed）;
intcfsetospeed（structtermios*termios_p,speed_tspeed）;
2）设置属性：
奇偶校验位、数据位、停止位。
主要设置中的termios结构体即可：
#defineNCCS19
structtermios{
tcflag_tc_iflag;/*inputmodeflags*/
tcflag_tc_oflag;/*outputmodeflags*/
tcflag_tc_cflag;/*controlmodeflags*/
tcflag_tc_lflag;/*localmodeflags*/
cc_tc_line;/*linediscipline*/
cc_tc_cc[NCCS];/*controlcharacters*/
};
有相应的函数供获取和设置属性：
inttcgetattr（intfd,structtermios*termios_p）;
inttcsetattr（intfd,intoptional_actions,structtermios*termios_p）;
3）打开、关闭和读写串口。
串口作为设备文件，可以直接用文件描述符来进行操作。
#include
#include
#include
intopen（constchar*pathname,intflags）;
#include
intclose（intfd）;
ssize_twrite（intfd,constvoid*buf,size_tcount）;
ssize_tread（intfd,void*buf,size_tcount）;
网上的一个例子：
/*串口设备无论是在工控领域，还是在嵌入式设备领域，应用都非常广泛。
而串口编程也就显得必不可少。
偶然的一次机会，需要使用串口，而且操作系统还要求是Linux，因此，趁着这次机会，综合别人的代码，
进行了一次整理和封装。
具体的封装格式为C代码，这样做是为了很好的移植性，使它可以在C和C++环境下，
都可以编译和使用。
代码的头文件如下：
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//filename:
stty.h
#ifndef__STTY_H__
#define__STTY_H__
//包含头文件
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//
//串口设备信息结构
typedefstructtty_info_t
{
intfd;//串口设备ID
pthread_mutex_tmt;//线程同步互斥对象
charname[24];//串口设备名称，例：
"/dev/ttyS0"
structtermiosntm;//新的串口设备选项
structtermiosotm;//旧的串口设备选项
}TTY_INFO;
//
//串口操作函数
TTY_INFO*readyTTY（intid）;
intsetTTYSpeed（TTY_INFO*ptty,intspeed）;
intsetTTYParity（TTY_INFO*ptty,intdatabits,intparity,intstopbits）;
intcleanTTY（TTY_INFO*ptty）;
intsendnTTY（TTY_INFO*ptty,char*pbuf,intsize）;
intrecvnTTY（TTY_INFO*ptty,char*pbuf,intsize）;
intlockTTY（TTY_INFO*ptty）;
intunlockTTY（TTY_INFO*ptty）;
#endif
/*从头文件中的函数定义不难看出，函数的功能，使用过程如下：
（1）打开串口设备，调用函数setTTYSpeed（）；
（2）设置串口读写的波特率，调用函数setTTYSpeed（）；
（3）设置串口的属性，包括停止位、校验位、数据位等，调用函数setTTYParity（）；
（4）向串口写入数据，调用函数sendnTTY（）；
（5）从串口读出数据，调用函数recvnTTY（）；
（6）操作完成后，需要调用函数cleanTTY（）来释放申请的串口信息接口；
其中，lockTTY（）和unlockTTY（）是为了能够在多线程中使用。
在读写操作的前后，需要锁定和释放串口资源。
具体的使用方法，在代码实现的原文件中，main（）函数中进行了演示。
下面就是源代码文件：
*/
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//stty.c
#include
#include
#include"stty.h"
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//初始化串口设备并进行原有设置的保存
TTY_INFO*readyTTY（intid）
{
TTY_INFO*ptty;
ptty=（TTY_INFO*）malloc（sizeof（TTY_INFO））;
if（ptty==NULL）
returnNULL;
memset（ptty,0,sizeof（TTY_INFO））;
pthread_mutex_init（&ptty->mt,NULL）;
sprintf（ptty->name,"/dev/ttyS%d",id）;
//
//打开并且设置串口
ptty->fd=open（ptty->name,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY）;
if（ptty->fd<0）
{
free（ptty）;
returnNULL;
}
//
//取得并且保存原来的设置
tcgetattr（ptty->fd,&ptty->otm）;
returnptty;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//清理串口设备资源
intcleanTTY（TTY_INFO*ptty）
{
//
//关闭打开的串口设备
if（ptty->fd>0）
{
tcsetattr（ptty->fd,TCSANOW,&ptty->otm）;
close（ptty->fd）;
ptty->fd=-1;
free（ptty）;
ptty=NULL;
}
return0;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//设置串口通信速率
//ptty参数类型（TTY_INFO*）,已经初始化的串口设备信息结构指针
//speed参数类型（int）,用来设置串口的波特率
//return返回值类型（int）,函数执行成功返回零值，否则返回大于零的值
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
intsetTTYSpeed（TTY_INFO*ptty,intspeed）
{
inti;
//
//进行新的串口设置,数据位为8位
bzero（&ptty->ntm,sizeof（ptty->ntm））;
tcgetattr（ptty->fd,&ptty->ntm）;
ptty->ntm.c_cflag=/*CS8|*/CLOCAL|CREAD;
switch（speed）
{
case300:
ptty->ntm.c_cflag|=B300;
break;
case1200:
ptty->ntm.c_cflag|=B1200;
break;
case2400:
ptty->ntm.c_cflag|=B2400;
break;
case4800:
ptty->ntm.c_cflag|=B4800;
break;
case9600:
ptty->ntm.c_cflag|=B9600;
break;
case19200:
ptty->ntm.c_cflag|=B19200;
break;
case38400:
ptty->ntm.c_cflag|=B38400;
break;
case115200:
ptty->ntm.c_cflag|=B115200;
break;
}
ptty->ntm.c_iflag=IGNPAR;
ptty->ntm.c_oflag=0;
//
//
tcflush（ptty->fd,TCIFLUSH）;
tcsetattr（ptty->fd,TCSANOW,&ptty->ntm）;
//
//
return0;
}
//设置串口数据位，停止位和效验位
//ptty参数类型（TTY_INFO*）,已经初始化的串口设备信息结构指针
//databits参数类型（int）,数据位,取值为7或者8
//stopbits参数类型（int）,停止位,取值为1或者2
//parity参数类型（int）,效验类型取值为N,E,O,,S
//return返回值类型（int）,函数执行成功返回零值，否则返回大于零的值
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
intsetTTYParity（TTY_INFO*ptty,intdatabits,intparity,intstopbits）
{
//
//取得串口设置
if（tcgetattr（ptty->fd,&ptty->ntm）!
=0）
{
printf（"SetupSerial[%s]\n",ptty->name）;
return1;
}
bzero（&ptty->ntm,sizeof（ptty->ntm））;
ptty->ntm.c_cflag=CS8|CLOCAL|CREAD;
ptty->ntm.c_iflag=IGNPAR;
ptty->ntm.c_oflag=0;
//
//设置串口的各种参数
ptty->ntm.c_cflag&=~CSIZE;
switch（databits）
{//设置数据位数
case7:
ptty->ntm.c_cflag|=CS7;
break;
case8:
ptty->ntm.c_cflag|=CS8;
break;
default:
printf（"Unsupporteddatasize\n"）;
return5;
}
//
//
switch（parity）
{//设置奇偶校验位数
casen:
caseN:
ptty->ntm.c_cflag&=~PARENB;/*Clearparityenable*/
ptty->ntm.c_iflag&=~INPCK;/*Enableparitychecking*/
break;
caseo:
caseO:
ptty->ntm.c_cflag|=（PARODD|PARENB）;/*设置为奇效验*/
ptty->ntm.c_iflag|=INPCK;/*Disnableparitychecking*/
break;
casee:
caseE:
ptty->ntm.c_cflag|=PARENB;/*Enableparity*/
ptty->ntm.c_cflag&=~PARODD;/*转换为偶效验*/
ptty->ntm.c_iflag|=INPCK;/*Disnableparitychecking*/
break;
caseS:
cases:
/*asnoparity*/
ptty->ntm.c_cflag&=~PARENB;
ptty->ntm.c_cflag&=~CSTOPB;
break;
default:
printf（"Unsupportedparity\n"）;
return2;
}
//
//设置停止位
switch（stopbits）
{
case1:
ptty->ntm.c_cflag&=~CSTOPB;
break;
case2:
ptty->ntm.c_cflag|=CSTOPB;
break;
default:
printf（"Unsupportedstopbits\n"）;
return3;
}
//
//
ptty->ntm.c_lflag=0;
ptty->ntm.c_cc[VTIME]=0;//inter-charactertimerunused
ptty->ntm.c_cc[VMIN]=1;//blockingreaduntil1charsreceived
tcflush（ptty->fd,TCIFLUSH）;
if（tcsetattr（ptty->fd,TCSANOW,&ptty->ntm）!
=0）
{
printf（"SetupSerial\n"）;
return4;
}
return0;
}
intrecvnTTY（TTY_INFO*ptty,char*pbuf,intsize）
{
intret,left,bytes;
left=size;
while（left>0）
{
ret=0;
bytes=0;
pthread_mutex_lock（&ptty->mt）;
ioctl（ptty->fd,FIONREAD,&bytes）;
if（bytes>0）
{
ret=read（ptty->fd,pbuf,left）;
}
pthread_mutex_unlock（&ptty->mt）;
if（ret>0）
{
left-=ret;
pbuf+=ret;
}
usleep（100）;
}
returnsize-left;
}
intsendnTTY（TTY_INFO*ptty,char*pbuf,intsize）
{
intret,nleft;
char*ptmp;
ret=0;
nleft=size;
ptmp=pbuf;
while（nleft>0）
{
pthread_mutex_lock（&ptty->mt）;
ret=write（ptty->fd,ptmp,nleft）;
pthread_mutex_unlock（&ptty->mt）;
if（ret>0）
{
nleft-=ret;
ptmp+=ret;
}
//usleep（100）;
}
returnsize-nleft;
}
intlockTTY（TTY_INFO*ptty）
{
if（ptty->fd<0）
{
return1;
}
returnflock（ptty->fd,LOCK_EX）;
}
intunlockTTY（TTY_INFO*ptty）
{
if（ptty->fd<0）
{
return1;
}
returnflock（ptty->fd,LOCK_UN）;
}
#ifdefLEAF_TTY_TEST
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//接口测试
intmain（intargc,char**argv）
{
TTY_INFO*ptty;
intnbyte,idx;
unsignedcharcc[16];
ptty=readyTTY（0）;
if（ptty==NULL）
{
printf（"readyTTY（0）error\n"）;
return1;
}
//
//
lockTTY（ptty）;
if（setTTYSpeed（ptty,9600）>0）
{
printf（"setTTYSpeed（）error\n"）;
return-1;
}
if（setTTYParity（ptty,8,N,1）>0）
{
printf（"setTTYParity（）error\n"）;
return-1;
}
//
idx=0;
while
（1）
{
cc[0]=0xFA;
sendnTTY（ptty,&cc[0],1）;
nbyte=recvnTTY（ptty,cc,1）;
printf（"%d:
%02X\n",idx++,cc[0]）;
}
cleanTTY（ptty）;
}
#endif
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