Linux环境下串口数据读取实践-猿码集

1. Linux串口介绍

串口是一种用于将数据以串行形式传输的通信接口。在Linux环境下，串口设备通常被命名为/dev/ttySx（例如/dev/ttyS0，/dev/ttyS1等），其中x表示串口号。串口可以通过读取和写入文件来进行数据传输。

2. 打开和配置串口

在Linux环境中，可以使用C语言通过打开设备文件来访问串口。首先，需要使用open()函数打开串口设备：


#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    int serial_port;
    serial_port = open("/dev/ttyS0", O_RDWR);
    if (serial_port < 0) {
        printf("无法打开串口\n");
        return -1;
    }
    // ...
}

在成功打开串口后，需要对串口进行一系列配置。配置包括设置波特率、数据位、停止位、校验等参数。可以使用tcgetattr()函数获取当前的串口配置，并使用tcsetattr()函数设置新的配置。

2.1 设置波特率

波特率是指串口每秒传输的比特数。常用的波特率包括9600、115200等。下面是设置波特率为115200的示例代码：


#include <termios.h>
struct termios options;
tcgetattr(serial_port, &options);
cfsetispeed(&options, B115200);
cfsetospeed(&options, B115200);
tcsetattr(serial_port, TCSANOW, &options);

上述代码中，使用cfsetispeed()函数和cfsetospeed()函数分别设置输入和输出波特率为115200。通过tcsetattr()函数将新的配置应用于串口设备。

2.2 其他配置

除了波特率，还可以配置数据位、停止位、校验等参数。下面是一个示例代码：


options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);  // 忽略调制解调器状态，启用接收器
options.c_cflag &= ~CSIZE;           // 清除数据位掩码
options.c_cflag |= CS8;              // 设置数据位为8位
options.c_cflag &= ~PARENB;          // 禁用校验位
options.c_cflag &= ~CSTOPB;          // 设置停止位为1位
options.c_cc[VMIN] = 0;              // 读取数据时的最小字节数
options.c_cc[VTIME] = 10;            // 读取数据的最大超时时间，单位为0.1秒
tcsetattr(serial_port, TCSANOW, &options);

上述代码中，options.c_cflag表示控制标志位，设置CLOCAL和CREAD标志位可以忽略调制解调器状态且启用接收器。CSIZE用于设置数据位的掩码，CS8表示8位数据位。禁用校验位则使用PARENB标志位，设置停止位为1位使用CSTOPB标志位。最后使用tcsetattr()函数将新的配置应用到串口设备。

3. 读取串口数据

在配置好串口之后，就可以进行数据的读取了。可以使用read()函数从串口设备中读取数据，并使用write()函数向串口设备写入数据。

3.1 读取数据

read()函数用于从文件描述符中读取数据。下面是一个读取串口数据的示例代码：


char buffer[255];
int n;
n = read(serial_port, buffer, sizeof(buffer));
if (n < 0) {
    printf("读取数据失败\n");
    return -1;
}

上述代码中，使用read()函数从串口设备中读取数据，并将读取的数据存储在buffer数组中。sizeof(buffer)用于获取buffer数组的长度。

3.2 写入数据

write()函数用于向文件描述符中写入数据。下面是一个向串口设备写入数据的示例代码：


char buffer[] = "Hello, World!";
int n;
n = write(serial_port, buffer, sizeof(buffer));
if (n < 0) {
    printf("写入数据失败\n");
    return -1;
}

上述代码中，使用write()函数将buffer数组中的数据写入到串口设备中。

4. 示例应用：读取温度传感器数据

现在我们以读取温度传感器数据为例，来介绍如何在Linux环境下使用串口读取数据。

4.1 连接温度传感器

首先，我们需要连接一个温度传感器到串口上。将传感器的数据线连接到串口的接收线（RX）上，将传感器的地线连接到串口的地线上。

4.2 配置串口

在读取温度传感器数据之前，需要配置串口的波特率、数据位等参数。根据温度传感器的要求，配置合适的参数。

4.3 读取数据

配置好串口之后，就可以使用read()函数来读取温度传感器的数据了：


char buffer[255];
int n;
n = read(serial_port, buffer, sizeof(buffer));
if (n < 0) {
    printf("读取数据失败\n");
    return -1;
}

上述代码通过read()函数从串口设备中读取数据，并将读取的数据存储在buffer数组中。可以根据温度传感器的通信协议来解析读取到的数据。

5. 总结

通过以上的实践，我们学习了在Linux环境下如何使用串口读取数据。首先需要打开串口设备，并进行一系列的配置，包括波特率、数据位等参数。之后就可以使用read()函数从串口设备中读取数据，并使用write()函数向串口设备写入数据。通过实践温度传感器数据的读取，我们加深了对串口数据读取的理解。

Linux环境下串口数据读取实践