Linux下强大的串口编程实战指南-猿码集

Linux下强大的串口编程实战指南

在Linux下，串口编程是非常强大和实用的技术。通过串口编程，可以实现与外部设备的数据交互，如传感器、模块、单片机等。本文将介绍如何在Linux系统下进行串口编程的实战指南。

1. 了解串口

首先，我们需要了解串口的基本知识。串口是计算机与其他设备进行通信的一种接口，通常用于短距离的数据传输。串口有多种不同的标准，如RS-232、RS-485等。

RS-232是最常见的一种串口标准，它使用的是单工通信方式，即只能单向传输数据。

RS-485是一种全双工通信方式的串口标准，可以同时进行发送和接收数据。

2. 查找串口设备文件

在Linux系统中，每个串口对应一个设备文件。我们可以通过查找串口设备文件来确定要使用的串口。

ls /dev/tty*

以上命令可以列出系统中所有的串口设备文件。通常，串口设备文件的命名规则为/dev/ttyS[0-9]或/dev/ttyUSB[0-9]。

3. 打开串口

在进行串口编程之前，需要先打开串口。打开串口时，需要指定串口设备文件和串口参数。

int fd;
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1) {
    perror("open");
    return -1;
}

open函数用于打开串口设备文件。第一个参数是串口设备文件的路径，第二个参数是打开串口的模式。在上面的例子中，使用了O_RDWR表示以读写方式打开串口，O_NOCTTY表示不将串口设备作为控制终端，O_NDELAY表示非阻塞模式。

4. 配置串口参数

打开串口之后，需要配置串口的参数，如波特率、数据位、校验位、停止位等。

struct termios options;
tcgetattr(fd, &options);
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);
options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

以上代码通过tcgetattr函数获取当前串口参数，并使用cfsetispeed和cfsetospeed函数设置串口的输入输出波特率为9600。接下来，options结构体的c_cflag字段用来设置串口的其他参数，如数据位、校验位、停止位等。最后使用tcsetattr函数将新的参数设置到串口中。

5. 读写串口数据

配置完串口参数之后，就可以进行串口数据的读写操作了。

5.1 串口数据读取

char buffer[1024];
int n;
n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (n < 0) {
    perror("read");
    return -1;
}

read函数用于从串口中读取数据。第一个参数是串口描述符，第二个参数是用于存储读取数据的缓冲区，第三个参数是缓冲区的大小。读取完成后，返回实际读取到的字节数。

5.2 串口数据写入

char buffer[] = "Hello, serial port!";
int n;
n = write(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (n < 0) {
    perror("write");
    return -1;
}

write函数用于向串口中写入数据。第一个参数是串口描述符，第二个参数是要写入的数据缓冲区，第三个参数是缓冲区的大小。写入完成后，返回实际写入的字节数。

6. 关闭串口

在完成串口操作后，应该关闭串口以释放资源。

close(fd);

close函数用于关闭串口，参数为串口描述符。

7. 总结

通过本文的介绍，我们了解了在Linux下进行串口编程的基本知识和实战指南。从查找串口设备文件到打开串口、配置串口参数，再到读写串口数据，最后关闭串口。通过这些步骤，我们可以实现与外部设备进行数据交互，并完成各种功能的实现。

妥善处理异常情况和错误码：在实际的串口编程中，我们需要妥善处理异常情况和错误码。例如，在打开串口时，如果返回值为-1，则说明打开失败，此时应该进行错误处理，并输出错误信息。

注意串口参数的设置：在配置串口参数时，应该根据实际需求进行设置。如波特率应与设备一致，数据位、校验位、停止位等参数应根据要传输的数据进行设置。

参考文献：

1. Linux Serial Programming, продемонстрированное на ARM.

2. Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems.

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