探秘 Linux 下串口变成的奥秘

1. Linux 下串口通信简介

在 Linux 系统中，串口通信是一种常见的数据交换方式，它使用物理上的串行通信接口（通常被称为串口）来传输数据。串口通信适用于各种设备之间的通信，如单片机、传感器、模块等。在 Linux 中，串口设备被表示为文件，通过读取和写入文件的方式进行数据传输。

每个串口设备都有一个唯一的设备文件路径，例如/dev/ttyS0 或 /dev/ttyUSB0。通过打开这个设备文件，我们可以访问串口设备并进行数据交换。在打开串口设备之后，我们使用一系列的系统调用函数来进行读写操作，从而实现数据的发送和接收。

2. 串口设备的配置

在进行串口通信之前，我们需要对串口设备进行配置，以确保通信的正常进行。串口设备的配置包括波特率、数据位、停止位和校验位等参数的设置。

2.1 波特率

波特率是指串口设备每秒传输的比特数，它决定了数据传输的速度。常见的波特率有9600、115200 等。在 Linux 中，我们使用cfsetospeed() 和 cfsetispeed() 函数来设置波特率。

#include <termios.h>
struct termios options;  // 串口设备配置结构体
int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
tcgetattr(fd, &options);
cfsetospeed(&options, B9600);  // 设置波特率为9600
cfsetispeed(&options, B9600);
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

2.2 数据位、停止位和校验位

数据位指定了每个字符传输的位数，常见的取值有5、6、7和8。停止位指定了每个字符传输结束后的停止位数，常见的取值有1和2。校验位用于检测传输过程中的错误，常见的取值有奇校验、偶校验、无校验等。

在 Linux 中，我们使用cfsetospeed() 函数来设置数据位、停止位和校验位。

#include <termios.h>
struct termios options;  // 串口设备配置结构体
int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
tcgetattr(fd, &options);
options.c_cflag |= CS8;  // 设置数据位为8
options.c_cflag &= ~CSTOPB;  // 设置停止位为1
options.c_cflag &= ~PARENB;  // 设置无校验位
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

3. Linux 下串口编程

在 Linux 中，我们可以使用一系列的系统调用函数来进行串口编程，包括打开串口、设置串口配置、读写串口数据等操作。

3.1 打开串口

在 Linux 中，我们使用open()函数来打开串口设备文件，并指定对串口的访问权限和打开模式。

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd < 0) {
    printf("Error opening serial port\n");
    return -1;
}

3.2 读写串口数据

在 Linux 中，我们使用read()和write()函数来实现串口数据的读取和写入。通过调用这两个函数，我们可以与外部设备进行数据交换。

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd < 0) {
    printf("Error opening serial port\n");
    return -1;
}
unsigned char buffer[16];
int len = read(fd, buffer, sizeof(buffer));  // 读取串口数据
unsigned char data = 0xFF;
int ret = write(fd, &data, sizeof(data));  // 写入串口数据

4. 结语

本文介绍了在 Linux 系统下进行串口通信的奥秘。通过对串口设备的配置和使用系统调用函数进行读写操作，我们可以实现与其他设备的数据交换。希望本文对您理解 Linux 下串口编程有所帮助。