1. 介绍
Linux系统下的串口与单片机的连接是一种常见的硬件与软件通信方式。通过串口，计算机可以与单片机进行数据的收发和控制操作。本文将介绍如何在Linux系统下连接串口与单片机，并提供相应的代码示例。
2. 硬件准备
2.1 串口
首先，我们需要准备一根串口线，用于连接计算机的串口和单片机的串口。串口线包括数据线（TX、RX）、地线和控制线（RTS、CTS、DSR、DTR、RI）等。通常，我们只需将TX、RX和地线连接到相应的引脚即可。
2.2 单片机
在单片机方面，我们可以选择一种常用的单片机，比如AVR系列单片机。在连接之前，需要确保单片机与计算机拥有共同的地线。
3. 软件配置
3.1 Linux系统串口设备
Linux系统中，串口设备以文件的形式存在于"/dev"目录下。我们可以通过配置串口设备的属性来实现与单片机的通信。首先，我们需要确定串口设备的文件名，可以通过运行以下命令获取：
cd /dev
ls -l | grep ttyS
通常情况下，串口设备的文件名为"/dev/ttySX"（X为数字，代表不同的串口设备）。
3.2 配置串口属性
接下来，我们需要配置串口设备的属性，包括波特率、数据位、停止位、校验位等，在Linux系统中可以使用命令行工具"stty"来实现。以下是一个示例命令：
stty -F /dev/ttyS0 115200 cs8 -cstopb -parenb
上述命令将"/dev/ttyS0"串口设备的波特率设置为115200，数据位为8位，停止位为1位，无校验位。
4. 代码示例
4.1 打开串口
在Linux系统中，可以使用C语言的文件操作函数来打开串口设备，并返回相应的文件描述符。以下是一个示例代码：
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int open_serial_port(const char* port_path) {
int fd = open(port_path, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd < 0) {
perror("Failed to open serial port");
return -1;
}
return fd;
}
int main() {
const char* serial_port = "/dev/ttyS0";
int fd = open_serial_port(serial_port);
if (fd < 0) {
return -1;
}
// 程序其他逻辑...
close(fd);
return 0;
}
上述代码中，通过调用"open"函数打开串口设备，并指定相应的标志位。返回的文件描述符用于后续的读写操作。
4.2 读取串口数据
在打开了串口设备之后，可以通过读取文件描述符来获取从单片机发送过来的数据。以下是一个读取串口数据的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int read_serial_data(int fd, void* buffer, size_t size) {
ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, size);
if (bytes_read < 0) {
perror("Failed to read from serial port");
return -1;
}
return bytes_read;
}
int main() {
// 先打开串口设备...
char buffer[256];
int bytes_read = read_serial_data(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (bytes_read < 0) {
return -1;
}
// 处理读取到的数据...
close(fd);
return 0;
}
上述代码中，通过调用"read"函数读取文件描述符中的数据，并将读取的数据存储到缓冲区中。读取的字节数可以通过返回值获取。
4.3 写入串口数据
除了读取数据，我们还可以通过文件描述符向单片机发送数据。以下是一个写入串口数据的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int write_serial_data(int fd, const void* buffer, size_t size) {
ssize_t bytes_written = write(fd, buffer, size);
if (bytes_written < 0) {
perror("Failed to write to serial port");
return -1;
}
return bytes_written;
}
int main() {
// 先打开串口设备...
const char* data = "Hello, world!";
int bytes_written = write_serial_data(fd, data, strlen(data));
if (bytes_written < 0) {
return -1;
}
// 其他逻辑...
close(fd);
return 0;
}
上述代码中，通过调用"write"函数将缓冲区中的数据写入到文件描述符中，实现向单片机发送数据。
5. 总结
本文介绍了在Linux系统下连接串口与单片机的过程，并提供了相应的代码示例。通过了解串口的连接和配置，以及如何打开串口设备、读取和写入数据，我们可以在Linux系统中进行与单片机的通信和控制操作。