Linux下单片机串口通信实践

在嵌入式系统开发中，单片机与计算机之间的串口通信是非常常见的一种通信方式。通过串口通信，单片机可以与计算机进行数据交互，实现各种功能。本文将介绍如何在Linux下进行单片机串口通信实践。

前期准备

在开始之前，我们需要准备以下硬件和软件：

硬件准备

1. 一台带有串口接口的计算机

2. 一块支持串口通信的单片机开发板

3. 一根串口线（一端连接计算机的串口接口，另一端连接单片机的串口接口）

软件准备

1. Linux操作系统

2. minicom - 一个在Linux下使用串口通信的工具

串口通信设置

在Linux下进行串口通信前，我们需要对串口进行相应的设置。

首先，通过以下命令查看可用的串口设备：

dmesg | grep tty

根据输出结果，找到对应的串口设备，比如/dev/ttyS0。

接下来，使用以下命令安装并配置minicom：

sudo apt-get install minicom

安装完成后，使用以下命令打开minicom配置界面：

sudo minicom -s

在配置界面中，选择"Serial port setup"，然后根据提示进行串口设置：

1. 选择所使用的串口设备，比如/dev/ttyS0

2. 设置波特率（Baud rate），一般可以选择9600或115200

3. 设置数据位（Data bits），一般为8

4. 设置停止位（Stop bits），一般为1

5. 设置校验位（Parity），一般为none

设置完成后，保存并退出配置界面。

Linux下的串口编程

在Linux下，我们可以使用C语言进行串口编程。下面是一个简单的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
int main() {
    int fd;
    char buffer[1024];
    
    // 打开串口设备
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    
    // 设置串口属性
    struct termios options;
    tcgetattr(fd, &options);
    cfsetispeed(&options, B9600);
    cfsetospeed(&options, B9600);
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_cflag &= ~PARENB;
    options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
    
    // 读取串口数据
    int len = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (len == -1) {
        perror("read");
        exit(1);
    }
    
    // 输出读取到的数据
    printf("Received: %s\n", buffer);
    
    // 关闭串口设备
    close(fd);
    
    return 0;
}

以上代码打开了/dev/ttyS0串口设备，并设置了相应的波特率、数据位、停止位和校验位。然后，通过read函数读取串口数据，并将读取到的数据输出到终端。

实践过程

接下来，我们将通过一个简单的实例，实践Linux下的单片机串口通信。

假设我们的单片机开发板可以测量温度，并将温度数据通过串口发送给计算机。我们需要在单片机上编写相应的程序，以实现温度测量和串口通信功能。

例如，单片机程序可以如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
int main() {
    int fd;
    char buffer[1024];
    float temperature = 0.6;
    
    // 打开串口设备
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    
    // 设置串口属性
    struct termios options;
    tcgetattr(fd, &options);
    cfsetispeed(&options, B9600);
    cfsetospeed(&options, B9600);
    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_cflag &= ~PARENB;
    options.c_cflag &= ~CSTOPB;
    options.c_cflag &= ~CSIZE;
    options.c_cflag |= CS8;
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
    
    // 将温度数据转换为字符串
    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Temperature: %.2f", temperature);
    
    // 发送串口数据
    int len = write(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (len == -1) {
        perror("write");
        exit(1);
    }
    
    // 关闭串口设备
    close(fd);
    
    return 0;
}

以上代码打开了/dev/ttyS0串口设备，并设置了相应的波特率、数据位、停止位和校验位。然后，将温度数据转换为字符串，并通过write函数发送串口数据。

在计算机上，我们可以通过运行之前的Linux串口编程示例代码来监听串口数据。当单片机上的程序发送了温度数据时，计算机会接收到该数据，并在终端上显示。

总结

本文介绍了在Linux下进行单片机串口通信的实践过程。通过正确配置串口参数和使用合适的串口编程方法，我们可以实现单片机与计算机之间的数据交互。希望本文对初学者能有所帮助，使他们能够顺利进行单片机串口通信的开发工作。