1,按照通信的基本方式分类,可以分为以下两类:
1)并行通信
2)串行通信两种。
并行通信是指利用多条数据传输线将一个资料的各位同时传送。它的特点是传输速度
快,适用于短距离通信,但要求传输速度较高的应用场合。
串行通信是指利用一条传输线将资料一位位地顺序传送。特点是通信线路简单,利用
简单的线缆就可实现通信,降低成本,适用于远距离通信,但传输速度慢的应用场合。
那么接下来我们就来分析串口设置:
一般情况下,我们对串口中最基本的包括:波特率设置,校验位和停止位设置。然而串口的设置主要是设置struct termios结构体的各成员值,如下所示:
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_lflag; /*本地模式标志 */
unsigned char c_line; /* line discipline */
unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */
};
在这个结构中最为重要的是c_cflag,通过对它的赋值,用户可以设置波特率、字符大小、
数据位、停止位、奇偶校验位和硬件流控等。另外c_iflag 和c_cc 也是比较常用的标志。
波特率:即每秒传输的位数,一般情况下有以下几种:
B0 0波特率(放弃DTR)
B1800 1800波特率
B2400 2400波特率
B4800 4800波特率
B9600 9600波特率
B19200 19200波特率
B38400 38400波特率
B57600 57600波特率
B115200 115200波特率
int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
struct termios newtio,oldtio;
/*保存测试现有串口参数设置,在这里如果串口号等出错,会有相关的出错信息*/
if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0)
{
perror("SetupSerial 1");
return -1;
}
bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
/*步骤一,设置字符大小*/
newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
/*设置停止位*/
switch( nBits )
{
case 7:
newtio.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag |= CS8;
break;
}
/*设置奇偶校验位*/
switch( nEvent )
{
case 'O': //奇数
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
break;
case 'E': //偶数
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
break;
case 'N': //无奇偶校验位
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
break;
}
/*设置波特率*/
switch( nSpeed )
{
case 2400:
cfsetispeed(&newtio, B2400);
cfsetospeed(&newtio, B2400);
break;
case 4800:
cfsetispeed(&newtio, B4800);
cfsetospeed(&newtio, B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
case 115200:
cfsetispeed(&newtio, B115200);
cfsetospeed(&newtio, B115200);
break;
case 460800:
cfsetispeed(&newtio, B460800);
cfsetospeed(&newtio, B460800);
break;
default:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
}
/*设置停止位*/
if( nStop == 1 )
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
else if ( nStop == 2 )
newtio.c_cflag |= CSTOPB;
/*设置等待时间和最小接收字符*/
newtio.c_cc[VTIME] = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
/*处理未接收字符*/
tcflush(fd,TCIFLUSH);
/*激活新配置*/
if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
{
perror("com set error");
return -1;
}
printf("set done!\n");
return 0;
}
在配置完串口的相关属性后,就可对串口进行打开,读写操作了。其使用方式与文件操作一样,区别在于串口是一个终端设备。
2,打开串口:
串口位于/dev中,可作为标准文件的形式打开,其中:
串口1 /dev/ttyS0
串口2 /dev/ttyS1
fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
Open函数中除普通参数外,另有两个参数O_NOCTTY和O_NDELAY。
O_NOCTTY: 通知linix系统,这个程序不会成为这个端口的控制终端。
O_NDELAY: 通知Linux系统不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止)。
然后,恢复串口的状态为阻塞状态,用于等待串口数据的读入。用fcntl函数:
fcntl(fd, F_SETFL, 0);
接着,测试打开的文件描述府是否引用一个终端设备,以进一步确认串口是否正确打开。
isatty(STDIN_FILENO);
串口的读写与普通文件一样,使用read,write函数。
read(fd,buff,8);
write(fd,buff,8);
3,linux串口编程需要的头文件
#include //标准输入输出定义
#include //标准函数库定义
#include //Unix标准函数定义
#include
#include
#include //文件控制定义
#include //POSIX中断控制定义
#include //错误号定义
4,设置数据位、停止位和校验位
以下是几个数据位、停止位和校验位的设置方法:(以下均为1位停止位)
8位数据位、无校验位:
Opt.c_cflag &= ~PARENB;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS8;
7位数据位、奇校验:
Opt.c_cflag |= PARENB;
Opt.c_cflag |= PARODD;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
7位数据位、偶校验:
Opt.c_cflag |= PARENB;
Opt.c_cflag &= ~PARODD;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
7位数据位、Space校验:
Opt.c_cflag &= ~PARENB;
Opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
Opt.c_cflag &= ~CSIZE;
Opt.c_cflag |= CS7;
5,某些设置项
在上面我们看到一些比较特殊的设置,下面简述一下他们的作用。
c_cc数组的VSTART和VSTOP元素被设定成DC1和DC3,代表ASCII标准的XON和XOFF字符,如果在传输这两个字符的时候就传不过去,需要把软件流控制屏蔽,即:
Opt.c_iflag &= ~ (IXON | IXOFF | IXANY);
有时候,在用write发送数据时没有键入回车,信息就发送不出去,这主要是因为我们在输入输出时是按照规范模式接收到回车或换行才发送,而更多情况下我们是不必键入回车或换行的。此时应转换到行方式输入,不经处理直接发送,设置如下:
Opt.c_lflag &= ~ (ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
还存在这样的情况:发送字符0X0d的时候,往往接收端得到的字符是0X0a,原因是因为在串口设置中c_iflag和c_oflag中存在从NL-CR和CR-NL的映射,即串口能把回车和换行当成同一个字符,可以进行如下设置屏蔽之:
Opt.c_iflag &= ~ (INLCR | ICRNL | IGNCR);
Opt.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL);
注意:控制符VTIME和VMIN之间有复杂的关系。VTIME定义要求等待的时间(百毫米,通常是unsigned char变量),而VMIN定义了要求等待的最小字节数(相比之下,read函数的第三个参数指定了要求读的最大字节数)。
如果VTIME=0,VMIN=要求等待读取的最小字节数,read必须在读取了VMIN个字节的数据或者收到一个信号才会返回。
如果VTIME=时间量,VMIN=0,不管能否读取到数据,read也要等待VTIME的时间量。
如果VTIME=时间量,VMIN=要求等待读取的最小字节数,那么将从read读取第一个字节的数据时开始计时,并会在读取到VMIN个字节或者VTIME时间后返回。
如果VTIME=0,VMIN=0,不管能否读取到数据,read都会立即返回
读写串口
发送数据方式如下,write函数将返回写的位数或者当错误时为-1。
char buffer[1024];
int length;
int nByte;
nByte = write(fd, buffer, length);
读取数据方式如下,原始数据模式下每个read函数将返回实际串口收到的字符数,如果串口中没有字符可用,回叫将会阻塞直到以下几种情况:有字符进入;一个间隔计时器失效;错误发送。
在打开串口成功后,使用fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY)语句,可以使read函数立即返回而不阻塞。FNDELAY选项使read函数在串口无字符时立即返回且为0。
char buffer[1024];
int length;
int readByte;
readByte = read(fd, buffer, len);
注 意:设置为原始模式传输数据的话,read函数返回的字符数是实际串口收到的字符数。Linux下直接用read读串口可能会造成堵塞,或者数据读出错 误,此时可使用tcntl或者select等函数实现异步读取。用select先查询com口,再用read去读就可以避免上述错误。
6,关闭串口
串口作为文件来处理,所以一般的关闭文件函数即可:
close(fd);