1. 简介
本文将介绍在Linux系统下使用C语言编写串口程序的方法。串口是一种常用的通信接口，它可以用于与各种外部设备进行数据交换，如传感器、无线模块、嵌入式系统等。在Linux系统中，串口通信是通过访问Linux内核中的设备节点来实现的。C语言是一种非常常用的编程语言，也是开发Linux系统下应用程序的主要语言之一。
2. 打开串口设备
2.1 使用open函数打开串口设备
首先，我们需要使用C语言的open函数来打开串口设备。open函数的原型如下：
int open(const char *path, int oflag);
其中，参数path是串口设备的路径，例如"/dev/ttyUSB0"或"/dev/ttyS0"。参数oflag是打开串口设备的模式标志位，常用的模式标志位有：
O_RDONLY: 只读模式打开串口设备。
O_WRONLY: 只写模式打开串口设备。
O_RDWR: 读写模式打开串口设备。
例如，下面的代码片段展示了如何以读写模式打开串口设备：
int fd = open("/dev/ttyUSB0", O_RDWR);
if (fd < 0) {
perror("Error opening serial port");
exit(1);
}
在上述代码中，调用open函数以读写模式打开"/dev/ttyUSB0"串口设备。如果打开失败，会打印错误信息并退出程序。
2.2 配置串口
打开串口设备后，我们需要配置串口的参数，如波特率、数据位、停止位等。串口的参数配置是通过设置termios结构体的成员来实现的。termios结构体定义了与终端有关的信息。
struct termios {
tcflag_t c_iflag; // 输入模式标志位
tcflag_t c_oflag; // 输出模式标志位
tcflag_t c_cflag; // 控制模式标志位
tcflag_t c_lflag; // 本地模式标志位
cc_t c_cc[NCCS]; // 控制字符数组
};
我们可以使用以下函数来设置串口的参数：
int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
int tcsetattr(int fd, int optional_actions, const struct termios *termios_p);
其中，tcgetattr函数用于获取当前串口的属性值，tcsetattr函数用于设置串口的属性值。例如，下面的代码展示了如何设置波特率为115200的串口：
struct termios options;
tcgetattr(fd, &options);
cfsetispeed(&options, B115200); // 设置输入波特率
cfsetospeed(&options, B115200); // 设置输出波特率
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
在上述代码中，首先调用tcgetattr函数获取当前串口的属性值，并将其存储在options结构体中。然后，使用cfsetispeed和cfsetospeed函数分别设置输入和输出的波特率为115200。最后，调用tcsetattr函数将设置后的属性值写入串口设备。
3. 读写串口数据
3.1 读取串口数据
在成功打开并配置串口设备后，我们可以使用read函数来读取串口接收缓冲区中的数据。read函数的原型如下：
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
其中，参数fd是串口设备的文件描述符，参数buf是用于存储读取数据的缓冲区，参数count是期望读取的字节数。read函数会阻塞等待串口接收缓冲区中有数据可读，当有数据可读时，会将数据读取到缓冲区中，并返回实际读取的字节数。例如，下面的代码展示了如何读取串口数据并打印：
char buf[256];
ssize_t n = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (n > 0) {
printf("Received: %.*s\n", n, buf);
}
在上述代码中，我们首先定义一个长度为256的字符数组作为缓冲区，然后调用read函数读取串口数据并将其存储在缓冲区中。如果读取成功，就打印接收到的数据。
3.2 发送串口数据
要发送数据到串口设备，我们可以使用write函数。write函数的原型如下：
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
其中，参数fd是串口设备的文件描述符，参数buf是要发送的数据缓冲区，参数count是要发送的字节数。当write函数被调用时，它会等待串口设备就绪，然后将数据发送到串口设备。例如，下面的代码展示了如何发送字符串到串口：
char *message = "Hello, Serial!";
ssize_t n = write(fd, message, strlen(message));
if (n > 0) {
printf("Sent: %s\n", message);
}
在上述代码中，我们首先定义一个字符串作为要发送的数据，然后调用write函数将字符串发送到串口设备。如果发送成功，就打印发送的字符串。
4. 关闭串口设备
在使用完串口设备后，我们需要使用close函数来关闭串口。close函数的原型如下：
int close(int fd);
其中，参数fd是串口设备的文件描述符。关闭串口设备后，我们就无法继续访问该设备的数据和控制接口。例如，下面的代码展示了如何关闭串口设备：
close(fd);
在上述代码中，我们调用close函数关闭之前打开的串口设备。
5. 总结
本文介绍了在Linux系统下使用C语言编写串口程序的方法。我们首先使用open函数打开串口设备，然后使用tcgetattr和tcsetattr函数配置串口的参数，包括波特率、数据位、停止位等。接下来，我们使用read函数读取串口数据，并使用write函数发送数据到串口设备。最后，我们使用close函数关闭串口设备。通过本文的介绍，相信读者已经了解了基本的串口编程方法，可以根据实际需求进行扩展和应用。