第8講 ARM-Linux串口通信程序設(shè)計(jì)

1嵌入式系統(tǒng)第8講ARM-Linux串口通信程序設(shè)計(jì)串行通信方式每次傳送一個(gè)bit的通信方式，字符被分成一串bits來(lái)傳輸。串行數(shù)據(jù)的速度通常用每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)bits-per-second(bps)或者波特率(baud)表示。串口設(shè)備計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史中，串口廣泛用于連接外設(shè)；雖然速度慢，卻現(xiàn)在仍然廣泛使用某些計(jì)算機(jī)使用稱為UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置）的集成電路來(lái)作為串口設(shè)備。它完成計(jì)算機(jī)內(nèi)并行數(shù)據(jù)和設(shè)備端口串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換（輸入輸出FIFO）；并且可以自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的時(shí)序。而某些低端設(shè)備則會(huì)讓CPU直接來(lái)傳送數(shù)據(jù)。RS-232RS-232是EIA(ElectronicIndustriesAssociation)定義的串行通信的電器接口.分為DB-9和DB-25兩種接口。DB-9定義RS-232DB-25定義串行異步通信格式異步模式：空閑時(shí)串口一直是1；當(dāng)有數(shù)據(jù)時(shí)，總是以一個(gè)start位開(kāi)始，start位是0；串口隨時(shí)可進(jìn)行傳輸，不需時(shí)鐘也不用定義同步幀頭幀尾，故稱異步通信在start（0）之后，字符編碼可以是7bits或者8bits之后可能有parity奇偶校驗(yàn)位和stop停止位（1，1.5或者2bits）所以通常用8-N-1、7-E-1等方式來(lái)描述流控兩個(gè)串口設(shè)備之間，可能因?yàn)殒溌凡町惖仍?，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)流的協(xié)調(diào)，一般兩種方法：軟件流控：以XON（八進(jìn)制021）標(biāo)示開(kāi)始，以XOFF（八進(jìn)制023）標(biāo)示結(jié)束硬件流控：RTS（發(fā)送方準(zhǔn)備好發(fā)出ReadytoSend)和CTS（接收方準(zhǔn)備好發(fā)出CleartoSent）握手信號(hào)Linux下訪問(wèn)串口設(shè)備文件Linux下設(shè)備是以設(shè)備文件方式來(lái)訪問(wèn)的，串口也是如此。在linux系統(tǒng)下面，每一個(gè)串口設(shè)備都有設(shè)備文件與其關(guān)聯(lián)，設(shè)備文件位于系統(tǒng)的/dev目錄下面。如linux下的/ttyS0，/ttyS1分別表示的是串口1和串口2。頭文件#include<stdio.h>/*標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出定義*/#include<stdlib.h>/*標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)定義*/#include<unistd.h>/*Unix標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)定義*/#include<sys/types.h>/*數(shù)據(jù)類型定義*/#include<sys/stat.h>/*文件屬性定義*/#include<fcntl.h>/*文件控制定義*/#include<termios.h>/*POSIX終端控制定義*/#include<errno.h>/*錯(cuò)誤號(hào)定義*/#include<string.h>/*字符串功能函數(shù)*/串口程序相關(guān)函數(shù)串口參數(shù)設(shè)定和文件操作的幾個(gè)重要函數(shù)函數(shù)名描述舉例open打開(kāi)串口文件open("/dev/ttyS0",O_RDWR)tcgetattr保存當(dāng)前串口設(shè)置tcgetattr(fd,&oldtio)tcsetattr設(shè)置串口參數(shù)tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio)read從串口中讀數(shù)據(jù)read(fd,buff,Len)tcflush清除串口緩沖區(qū)tcflush(fd,TCIFLUSH);write向串口中寫(xiě)數(shù)據(jù)write(fd,buffer,Length)close關(guān)閉串口文件close(fd);打開(kāi)串口intopen（“DE_name”，intopen_Status）參數(shù)說(shuō)明：（1）.DE_name：要打開(kāi)的設(shè)備文件名比如要打開(kāi)串口1，即為/dev/ttyS0。（2）.open_Status：文件打開(kāi)方式，可采用下面的文件打開(kāi)模式；函數(shù)返回值：成功返回文件描述符，如果失敗返回-1參數(shù)說(shuō)明O_RDONLY以只讀方式打開(kāi)文件O_WRONLY以只寫(xiě)方式打開(kāi)文件O_RDWR以讀寫(xiě)方式打開(kāi)文件O_APPEND寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)添加到文件末尾O_CREATE如果文件不存在則產(chǎn)生該文件，使用該標(biāo)志需要設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限位mode_tO_EXCL指定該標(biāo)志，并且指定了O_CREATE標(biāo)志，如果打開(kāi)的文件存在則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤O_TRUNC如果文件存在并且成功以寫(xiě)或者只寫(xiě)方式打開(kāi)，則清除文件所有內(nèi)容，使得文件長(zhǎng)度變?yōu)?O_NOCTTY如果打開(kāi)的是一個(gè)終端設(shè)備，這個(gè)程序不會(huì)成為對(duì)應(yīng)這個(gè)端口的控制終端，如果沒(méi)有該標(biāo)志，任何一個(gè)輸入，都將影響進(jìn)程。O_NONBLOCK如果指定該標(biāo)志，進(jìn)程將一直在休眠狀態(tài)，直到DCD信號(hào)線為0intfd;/*文件描述符*/fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR|0_NOCTTY)；/*以讀寫(xiě)方式打開(kāi)設(shè)備*/if(fd==-1)perror("openttyS0/n！")；/*打開(kāi)失敗時(shí)的錯(cuò)誤提示*/close(fd);參數(shù)說(shuō)明：fd：文件描述符函數(shù)返回值：成功返回0，失敗返回-1。關(guān)閉串口串口配置與終端標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)體配置串口主要通過(guò)tcgetattr()和tcsetattr()這兩個(gè)函數(shù)。他們均使用一個(gè)結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體對(duì)終端的輸入、輸出、硬件特性、控制協(xié)議等方面進(jìn)行了定義，具體定義形式如下：structtermios{

tcflag_t c_iflag;輸入?yún)?shù) tcflag_t c_oflag;輸出參數(shù) tcflag_t c_cflag;控制參數(shù) tcflag_t c_lflag;本地模式 cc_t c_line;行控制 cc_t c_cc[NCCS];控制字符};終端標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)體說(shuō)明其中參數(shù)：c_iflag輸入?yún)?shù)設(shè)置；c_oflag輸出參數(shù)設(shè)置；c_cflag設(shè)置決定終端硬件特性的控制標(biāo)志，包括數(shù)據(jù)位寬度、停止位、奇偶校驗(yàn)位等c_lflag存放本地模式(與用戶交互）設(shè)置c_cc用來(lái)控制數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)用程序的方式輸入選項(xiàng)c_iflag注：NL=newline輸出選項(xiàng)c_oflag控制選項(xiàng)c_cflagc_lflagc_ccCflag設(shè)置舉例Noparity(8N1) options.c_cflag&=~PARENB;//關(guān)閉校驗(yàn) options.c_cflag&=~CSTOPB;//設(shè)置停止位 options.c_cflag&=~CSIZE;//設(shè)置數(shù)據(jù)位 options.c_cflag|=CS8;Evenparity(7E1) options.c_cflag|=PARENB;//開(kāi)啟校驗(yàn) options.c_cflag&=~PARODD;//偶校驗(yàn)?zāi)Ｊ?options.c_cflag&=~CSTOPB; options.c_cflag&=~CSIZE; options.c_cflag|=CS7;串口設(shè)置函數(shù)tcsetattrinttcsetattr（intfd，intopt_DE，*ptr）該函數(shù)用來(lái)設(shè)置終端控制屬性，其參數(shù)說(shuō)明如下：

fd：待操作的文件描述符

opt_DE：選項(xiàng)值，有三個(gè)選項(xiàng)以供選擇：

TCSANOW：不等數(shù)據(jù)傳輸完畢就立即改變屬性

TCSADRAIN：等待所有數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束才改變屬性

TCSAFLUSH：清空輸入輸出緩沖區(qū)才改變屬性

*ptr：指向termios結(jié)構(gòu)的指針函數(shù)返回值：成功返回0，失敗返回－1。tcgetattrinttcgetattr（intfd，*ptr）該函數(shù)用來(lái)獲取終端控制屬性，它把串口的默認(rèn)設(shè)置賦給了termios數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其參數(shù)說(shuō)明如下：

fd：待操作的文件描述符

*ptr：指向termios結(jié)構(gòu)的指針函數(shù)返回值：成功返回0，失敗返回－1。tcflushinttcflush（intfd，intquene）參數(shù)說(shuō)明：quene取值及含義:*TCIFLUSH清除輸入隊(duì)列*TCOFLUSH清除輸出隊(duì)列*TCIOFLUSH清除輸入、輸出隊(duì)列舉例：tcflush（fd，TCIOFLUSH）;另加的說(shuō)明：在打開(kāi)串口后，用戶其實(shí)已經(jīng)可以開(kāi)始從串口讀取數(shù)據(jù)了，但如果用戶沒(méi)有讀取，數(shù)據(jù)將被將保存在緩沖區(qū)里。如果用戶不想要開(kāi)始的一段數(shù)據(jù)，或者發(fā)現(xiàn)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)有誤，可以使用這個(gè)函數(shù)將緩沖區(qū)清空。應(yīng)用舉例：tcflush(fd,TCIOFLUSH);

sleep(2);

read_len=read(fd,buff,10);終端速度控制cfgetispeed,cfgetospeed,cfsetispeed,cfsetospeed獲取和設(shè)置輸入、輸出速度函數(shù)：intcfgetispeed(structtermios*tp)；intcfsetispeed(structtermios*tp,speed_tspeed)；intcfgetospeed(structtermios*tp)；

intcfsetospeed(structtermios*tp,speed_tspeed)；速度定義波特率的設(shè)置定義在<asm/termbits.h>例如B4800------

4800B9600------

9600B19200-----

19200B38400------

38400B57600------

57600B115200-----

115200速度設(shè)置舉例#include<stdio.h>//頭文件定義........structtermiosopt；/*定義指向termios結(jié)構(gòu)類型的指針opt*/

cfsetispeed(&opt，B9600)；/*指定輸入波特率，9600bps*/cfsetospeed(&opt，B9600)；/*指定輸出波特率，9600bps*/讀操作串口讀操作read()（接收端）用open函數(shù)打開(kāi)設(shè)備文件，函數(shù)返回一個(gè)文件描述符(filedescriptors,fd)，通過(guò)文件描述符來(lái)訪問(wèn)文件。函數(shù)原型如下：intread(intfd,*buffer,length)；參數(shù)說(shuō)明：（1）.intfd：文件描述符（2）.*buffer：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（3）.length：要讀取的字節(jié)數(shù)函數(shù)返回值：讀操作成功讀取返回讀取的字節(jié)數(shù)，失敗則返回-1。串口寫(xiě)操作write()（發(fā)送端）函數(shù)原型如下：write(intfd,*buffer,length);參數(shù)說(shuō)明：（1）.fd：文件描述符（2）.*buffer：存儲(chǔ)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（3）.length：寫(xiě)入緩沖去的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)函數(shù)返回值：成