Linux下串口通信程序实现-猿码集

Linux下串口通信程序实现

1. 什么是串口通信

串口通信是指通过串行口（Serial Port）进行数据传输的通信方式。它是一种基于硬件的通信方式，相比于网络通信或并行口通信，串口通信具有简单、稳定、可靠等优势，并且在许多领域得到广泛应用。

2. 串口设备文件

在Linux下，串口设备文件通常位于/dev目录下，命名规则为ttyS0、ttyS1等。其中，tty表示终端设备，S表示串口设备，后面的数字表示串口编号。例如，ttyS0代表第一个串口设备。

3. 打开串口设备文件

要进行串口通信，首先需要打开串口设备文件。在Linux下，我们可以使用系统调用open()函数来打开串口设备文件，并且获取一个文件描述符，以供后续的读写操作使用。


#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int open_serial_port(const char* port_name)
{
    int fd;
    // 打开串口设备文件
    fd = open(port_name, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }
    // 设置串口属性...
    return fd;
}

在上述代码中，我们先使用open()函数打开串口设备文件，并且指定了一些打开选项，例如O_RDWR表示以读写方式打开，O_NOCTTY表示不将该串口设备文件作为控制终端，O_NDELAY表示以非阻塞方式打开。

4. 配置串口属性

打开串口设备文件后，我们需要对串口进行一些配置，例如波特率、数据位、停止位等等。在Linux下，使用系统调用tcsetattr()函数可以实现对串口属性的配置。


#include <termios.h>
int set_serial_port(int fd, int baudrate, int databits, int stopbits, int parity)
{
    struct termios options;
    // 获取终端属性
    if (tcgetattr(fd, &options) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        return -1;
    }
    // 配置波特率
    cfsetispeed(&options, baudrate);
    cfsetospeed(&options, baudrate);
    // 配置数据位
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    switch (databits) {
        case 5:
            options.c_cflag |= CS5;
            break;
        case 6:
            options.c_cflag |= CS6;
            break;
        case 7:
            options.c_cflag |= CS7;
            break;
        case 8:
            options.c_cflag |= CS8;
            break;
        default:
            fprintf(stderr, "Unsupported data size\n");
            return -1;
    }
    // 配置停止位
    if (stopbits == 1) {
        options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    } else if (stopbits == 2) {
        options.c_cflag |= CSTOPB;
    } else {
        fprintf(stderr, "Unsupported stop bits\n");
        return -1;
    }
    // 配置校验位
    if (parity == 'n' || parity == 'N') {
        options.c_cflag &= ~PARENB;     // 无奇偶校验
        options.c_iflag &= ~INPCK;      // 禁用输入奇偶校验
    } else if (parity == 'o' || parity == 'O') {
        options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);  // 奇校验
        options.c_iflag |= INPCK;              // 启用输入奇偶校验
    } else if (parity == 'e' || parity == 'E') {
        options.c_cflag |= PARENB;     // 偶校验
        options.c_cflag &= ~PARODD;
        options.c_iflag |= INPCK;      // 启用输入奇偶校验
    } else {
        fprintf(stderr, "Unsupported parity\n");
        return -1;
    }
    // 其他配置...
    
    // 设置终端属性
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) {
        perror("tcsetattr");
        return -1;
    }
    return 0;
}

在上述代码中，我们首先使用tcgetattr()函数获取当前的终端属性，然后根据需要进行修改，最后使用tcsetattr()函数设置终端属性。具体的配置可以根据实际需求进行修改，例如数据位、停止位、校验位等。

5. 串口通信

配置完串口属性后，我们就可以进行串口通信了。在Linux下，可以使用系统调用read()和write()函数进行串口的读写操作。


#include <unistd.h>
int do_serial_communication(int fd)
{
    char buffer[1024];
    int n;
    while (1) {
        // 从串口读取数据
        n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
        if (n == -1) {
            perror("read");
            return -1;
        } else if (n == 0) {
            // 读取到末尾
            break;
        }
        // 对数据进行处理...
        // 向串口写入数据
        n = write(fd, buffer, n);
        if (n == -1) {
            perror("write");
            return -1;
        }
    }
    return 0;
}

在上述代码中，我们使用read()函数从串口中读取数据，并且使用write()函数向串口写入数据。可以根据实际需求进行数据处理。

6. 关闭串口设备文件

当不再需要进行串口通信时，我们需要关闭串口设备文件，以释放资源。


#include <unistd.h>
void close_serial_port(int fd)
{
    close(fd);
}

在上述代码中，我们使用close()函数来关闭串口设备文件。

7. 总结

通过上述步骤，我们可以在Linux下实现串口通信程序。首先打开串口设备文件，然后配置串口属性，之后进行串口通信操作，最后关闭串口设备文件。

串口通信在许多领域中都得到了广泛应用，例如嵌入式系统开发、物联网设备、传感器数据采集等。掌握串口通信的原理和实现方法，对于开发相关应用程序是非常有帮助的。

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