1. Linux下串口通信的背景
串口通信是一种广泛应用于计算机和外围设备之间的数据传输方式。在Linux系统下，串口设备以文件的形式存在，通过读写文件来实现数据的发送和接收。本文将探究Linux下串口通信的实现方法。
2. Linux下串口设备的命名规则
在Linux系统中，串口设备以类似于“/dev/ttyS0”的形式命名。其中，tty表示终端设备，S表示串口设备，后面的数字则表示具体的串口端口号。常见的串口设备命名有以下几种：
/dev/ttyS0 - 串口1
/dev/ttyS1 - 串口2
/dev/ttyUSB0 - USB串口转换器1
/dev/ttyUSB1 - USB串口转换器2
2.1 查看已安装的串口设备
可以使用以下命令来查看系统中已安装的串口设备：
ls /dev/ttyS*
ls /dev/ttyUSB*
通过以上命令可以列出系统中存在的串口设备。
3. Linux下串口通信的实现
3.1 打开串口设备
在Linux下，可以使用open函数打开串口设备文件，获取文件描述符。代码示例如下：
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
int open_serial(const char *device)
{
int fd;
fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1)
{
// 打开串口设备失败
return -1;
}
// 设置串口参数
struct termios options;
tcgetattr(fd, &options);
// 设置波特率
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);
// 设置数据位、停止位和校验位
options.c_cflag |= CS8;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~PARENB;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
return fd;
}
以上代码示例中，open函数用于打开串口设备文件，并指定参数O_RDWR表示可读写，O_NOCTTY表示不把该设备作为控制终端，O_NDELAY表示非阻塞模式。
打开成功后，可以通过返回的文件描述符进行后续的读写操作。
3.2 串口数据的读取和写入
一旦成功打开串口设备，并设置好相关的参数，就可以进行串口数据的读写操作。下面是读取串口数据的示例代码：
#include <unistd.h>
ssize_t read_serial(int fd, void *buffer, size_t size)
{
ssize_t len;
len = read(fd, buffer, size);
if (len > 0)
{
// 读取到了数据
return len;
}
return -1;
}
以上代码示例中，read函数用于从串口设备中读取数据，读取的数据存储在buffer指向的缓冲区中。
类似地，写入串口数据的示例代码如下：
#include <unistd.h>
ssize_t write_serial(int fd, const void *buffer, size_t size)
{
ssize_t len;
len = write(fd, buffer, size);
if (len > 0)
{
// 数据写入成功
return len;
}
return -1;
}
以上代码示例中，write函数用于向串口设备中写入数据，要写入的数据存储在buffer指向的缓冲区中。
4. Linux下串口通信实例
下面简单介绍一个使用串口通信的实例。
4.1 实现功能
本实例通过串口通信，从外部设备上读取温度数据，并进行相应的处理。以下是串口通信实例的框架代码：
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
int main()
{
// 打开串口设备
int fd = open_serial("/dev/ttyUSB0");
if (fd == -1)
{
printf("Open serial device failed.\n");
return -1;
}
// 从串口设备读取数据
char buffer[1024];
ssize_t len = read_serial(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (len > 0)
{
// 数据读取成功
// 在这里对数据进行处理
// ...
}
else
{
printf("Read serial data failed.\n");
return -1;
}
// 关闭串口设备
close(fd);
return 0;
}
在以上代码示例中，首先使用open_serial函数打开串口设备，然后使用read_serial函数从串口设备中读取数据，可以在读取数据的地方添加相应的处理逻辑。
5. 总结
本文探究了Linux下串口通信的实现方法。首先介绍了Linux下串口设备的命名规则，然后详细讲解了串口设备的打开、读写操作的实现代码，并给出了一个串口通信的实例。通过本文的学习，相信读者对Linux下串口通信的实现方法有了更深入的了解。