Linux C 环境下串口编程简介-猿码集

1. 什么是串口编程

串口编程是一种用于通过串行通信接口进行数据传输的编程技术。在计算机和外部设备之间，通常使用串口来传输数据。串口是一种在计算机和设备之间传输数据的接口，它可以用于连接各种设备，如模拟调制解调器、传感器、机器人、单片机等。

通常使用C语言进行串口编程，通过读取和写入串口，可以实现与外部设备之间的数据交互，如发送和接收数据、控制外设等。

2. Linux C 环境下串口编程的基本原理

在Linux操作系统中，串口设备被视为特殊文件，可以像操作其他普通文件一样进行读写操作。串口编程的基本原理是通过打开串口设备文件，并使用文件描述符进行读写操作。

2.1 打开串口设备文件

在Linux C环境下，可以使用open()函数来打开串口设备文件：

int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);

其中，"/dev/ttyS0" 是串口设备文件路径，O_RDWR 表示可读可写权限， O_NOCTTY 用于防止终端进行控制，O_NDELAY 表示非阻塞模式。

2.2 配置串口参数

打开串口设备后，需要进行串口的参数配置，如波特率、数据位、校验位、停止位等。可以使用 termios 结构体进行参数配置：

struct termios options;
tcgetattr(fd, &options);
options.c_cflag = B9600 | CS8 | CLOCAL | CREAD;
options.c_iflag = 0;
options.c_oflag = 0;
options.c_lflag = 0;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

以上代码设置了波特率为9600，数据位为8位，无校验位，1个停止位，并且禁用了输入输出处理。

2.3 读写串口数据

配置完串口参数后，就可以使用read()和write()函数进行读写操作。通过read()函数可以从串口读取数据：

char data[256];
int len = read(fd, data, sizeof(data));

通过write()函数可以向串口写入数据：

char data[] = "Hello, Serial";
int len = write(fd, data, sizeof(data));

2.4 关闭串口

当不再使用串口时，需要使用close()函数关闭串口：

close(fd);

3. 实例：读取串口温度传感器数据

下面以读取串口温度传感器数据为例，演示Linux C环境下串口编程的基本步骤。

3.1 连接温度传感器

首先，将温度传感器通过串口与计算机相连。请确保正确连接，并记住串口设备文件路径（如 /dev/ttyS0）。

3.2 编写串口读取程序

创建一个新的C文件，编写串口读取程序。首先需要包含必要的头文件：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>

接下来，实现打开串口设备、配置串口参数以及读取串口数据的功能。

int main() {
    int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("打开串口设备失败");
        exit(1);
    }
    // 配置串口参数...
    
    char data[256];
    int len = read(fd, data, sizeof(data));
    if (len == -1) {
        perror("读取串口数据失败");
        exit(1);
    }
    
    // 处理读取到的数据...
    
    close(fd);
    return 0;
}

3.3 编译并运行程序

保存以上代码为一个C文件，使用gcc进行编译：

gcc -o serial serial.c

然后运行生成的可执行文件：./serial

3.4 处理读取到的数据

在读取到串口数据后，可以根据温度传感器的通信协议对数据进行解析和处理。根据具体的温度传感器型号和通信协议，可以获取到传感器的实时温度等信息。

4. 注意事项

在进行Linux C环境下串口编程时，需要注意以下几点：

选择正确的串口设备文件路径。

正确配置串口参数，确保与外部设备的通信协议一致。

合理设计读取和写入数据的缓冲区，避免数据丢失或溢出。

注意同步问题，避免并发访问串口设备。

在关闭串口前，确保所有读写操作都已完成，并及时释放资源。

以上是对Linux C环境下串口编程的简要介绍，希望能帮助您理解和入门串口编程。

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