第8讲 ARM-Linux串口通信程序设计

1嵌入式系统第8讲ARM-Linux串口通信程序设计串行通信方式每次传送一个bit的通信方式，字符被分成一串bits来传输。串行数据的速度通常用每秒传输的字节数bits-per-second(bps)或者波特率(baud)表示。串口设备计算机发展历史中，串口广泛用于连接外设；虽然速度慢，却现在仍然广泛使用某些计算机使用称为UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置）的集成电路来作为串口设备。它完成计算机内并行数据和设备端口串行数据的转换（输入输出FIFO）；并且可以自动地处理数据的时序。而某些低端设备则会让CPU直接来传送数据。RS-232RS-232是EIA(ElectronicIndustriesAssociation)定义的串行通信的电器接口.分为DB-9和DB-25两种接口。DB-9定义RS-232DB-25定义串行异步通信格式异步模式：空闲时串口一直是1；当有数据时，总是以一个start位开始，start位是0；串口随时可进行传输，不需时钟也不用定义同步帧头帧尾，故称异步通信在start（0）之后，字符编码可以是7bits或者8bits之后可能有parity奇偶校验位和stop停止位（1，1.5或者2bits）所以通常用8-N-1、7-E-1等方式来描述流控两个串口设备之间，可能因为链路差异等原因，需要进行数据流的协调，一般两种方法：软件流控：以XON（八进制021）标示开始，以XOFF（八进制023）标示结束硬件流控：RTS（发送方准备好发出ReadytoSend)和CTS（接收方准备好发出CleartoSent）握手信号Linux下访问串口设备文件Linux下设备是以设备文件方式来访问的，串口也是如此。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。头文件#include<stdio.h>/*标准输入输出定义*/#include<stdlib.h>/*标准函数库定义*/#include<unistd.h>/*Unix标准函数定义*/#include<sys/types.h>/*数据类型定义*/#include<sys/stat.h>/*文件属性定义*/#include<fcntl.h>/*文件控制定义*/#include<termios.h>/*POSIX终端控制定义*/#include<errno.h>/*错误号定义*/#include<string.h>/*字符串功能函数*/串口程序相关函数串口参数设定和文件操作的几个重要函数函数名描述举例open打开串口文件open("/dev/ttyS0",O_RDWR)tcgetattr保存当前串口设置tcgetattr(fd,&oldtio)tcsetattr设置串口参数tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio)read从串口中读数据read(fd,buff,Len)tcflush清除串口缓冲区tcflush(fd,TCIFLUSH);write向串口中写数据write(fd,buffer,Length)close关闭串口文件close(fd);打开串口intopen（“DE_name”，intopen_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；函数返回值：成功返回文件描述符，如果失败返回-1参数说明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_tO_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0O_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，都将影响进程。O_NONBLOCK如果指定该标志，进程将一直在休眠状态，直到DCD信号线为0intfd;/*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("openttyS0/n！")；/*打开失败时的错误提示*/close(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。关闭串口串口配置与终端标准结构体配置串口主要通过tcgetattr()和tcsetattr()这两个函数。他们均使用一个结构体，该结构体对终端的输入、输出、硬件特性、控制协议等方面进行了定义，具体定义形式如下：structtermios{

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_lflag;本地模式 cc_t c_line;行控制 cc_t c_cc[NCCS];控制字符};终端标准结构体说明其中参数：c_iflag输入参数设置；c_oflag输出参数设置；c_cflag设置决定终端硬件特性的控制标志，包括数据位宽度、停止位、奇偶校验位等c_lflag存放本地模式(与用户交互）设置c_cc用来控制数据发送到调用程序的方式输入选项c_iflag注：NL=newline输出选项c_oflag控制选项c_cflagc_lflagc_ccCflag设置举例Noparity(8N1) options.c_cflag&=~PARENB;//关闭校验 options.c_cflag&=~CSTOPB;//设置停止位 options.c_cflag&=~CSIZE;//设置数据位 options.c_cflag|=CS8;Evenparity(7E1) options.c_cflag|=PARENB;//开启校验 options.c_cflag&=~PARODD;//偶校验模式 options.c_cflag&=~CSTOPB; options.c_cflag&=~CSIZE; options.c_cflag|=CS7;串口设置函数tcsetattrinttcsetattr（intfd，intopt_DE，*ptr）该函数用来设置终端控制属性，其参数说明如下：

fd：待操作的文件描述符

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。tcgetattrinttcgetattr（intfd，*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：

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。tcflushinttcflush（intfd，intquene）参数说明：quene取值及含义:*TCIFLUSH清除输入队列*TCOFLUSH清除输出队列*TCIOFLUSH清除输入、输出队列举例：tcflush（fd，TCIOFLUSH）;另加的说明：在打开串口后，用户其实已经可以开始从串口读取数据了，但如果用户没有读取，数据将被将保存在缓冲区里。如果用户不想要开始的一段数据，或者发现缓冲区数据有误，可以使用这个函数将缓冲区清空。应用举例：tcflush(fd,TCIOFLUSH);

sleep(2);

read_len=read(fd,buff,10);终端速度控制cfgetispeed,cfgetospeed,cfsetispeed,cfsetospeed获取和设置输入、输出速度函数：intcfgetispeed(structtermios*tp)；intcfsetispeed(structtermios*tp,speed_tspeed)；intcfgetospeed(structtermios*tp)；

intcfsetospeed(structtermios*tp,speed_tspeed)；速度定义波特率的设置定义在<asm/termbits.h>例如B4800------

4800B9600------

9600B19200-----

19200B38400------

38400B57600------

57600B115200-----

115200速度设置举例#include<stdio.h>//头文件定义........structtermiosopt；/*定义指向termios结构类型的指针opt*/

cfsetispeed(&opt，B9600)；/*指定输入波特率，9600bps*/cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定输出波特率，9600bps*/读操作串口读操作read()（接收端）用open函数打开设备文件，函数返回一个文件描述符(filedescriptors,fd)，通过文件描述符来访问文件。函数原型如下：intread(intfd,*buffer,length)；参数说明：（1）.intfd：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。串口写操作write()（发送端）函数原型如下：write(intfd,*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