Linux下探索串口的世界

1. 串口简介

串口是计算机与外部设备之间进行数据传输的接口，其特点是可以一次发送一个字节的数据。在Linux系统中，串口设备以文件的形式存在于/dev目录下，例如/dev/ttyS0表示第一个串口设备。

串口的工作原理

串口通信是通过发送和接收电信号来实现的。发送端将要发送的数据转换成电信号发送出去，接收端则将接收到的电信号转换成数据。

在串口通信中，常用的连接方式是使用一对线来进行数据的发送和接收。其中，TX线（发送线）用于发送数据，RX线（接收线）用于接收数据。通过这对线的组合可以实现双向的数据传输。

串口的配置和使用

在Linux系统中，可以使用一些工具和命令来配置和使用串口设备。

其中，stty是一个常用的配置串口的命令。例如，要设置串口的波特率为9600，数据位为8位，停止位为1位，校验位为无校验，可以使用以下命令：

stty -F /dev/ttyS0 9600 cs8 -cstopb -parenb

设置完成后，就可以使用cat命令来读取串口设备上的数据。例如，要读取/dev/ttyS0上的数据，可以使用以下命令：

cat /dev/ttyS0

2. 串口调试工具

在Linux系统中，有一些常用的串口调试工具可以帮助我们进行串口通信的测试和调试。

minicom

minicom是一个功能强大的串口终端程序，可以用于和串口设备进行交互。它可以实现串口的连接、读取和发送数据等操作。

要安装minicom，可以使用以下命令：

sudo apt-get install minicom

安装完成后，可以使用以下命令启动minicom：

minicom -D /dev/ttyS0

在minicom中，可以使用快捷键Ctrl+A然后按下C来进入控制菜单。在菜单中，可以进行各种操作，如发送数据、设置波特率等。

cu

cu是一个轻量级的串口终端程序，功能与minicom类似。要安装cu，可以使用以下命令：

sudo apt-get install cu

安装完成后，可以使用以下命令启动cu：

cu -l /dev/ttyS0

在cu中，可以直接通过键盘输入数据并发送到串口设备上。

3. 串口通信应用

串口通信在各个领域都有广泛的应用。例如，串口通信可以用于与嵌入式系统进行通信，用于调试和控制设备。它也可以用于与传感器等外部设备进行通信，获取数据并进行处理。

下面是一个使用串口通信进行温度采集的示例：

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
int main() {
    int fd;
    struct termios options;
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        printf("Failed to open serial port\n");
        return 0;
    }
    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;
    options.c_cc[VMIN] = 1;
    options.c_cc[VTIME] = 0;
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
    while (1) {
        unsigned char buffer[1];
        ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
        if (bytesRead > 0) {
            double temperature = buffer[0] * 0.6;
            printf("Temperature: %.2lf\n", temperature);
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

上述示例代码通过打开串口设备/dev/ttyS0，并设置波特率为9600，数据位为8位，停止位为1位，校验位为无校验。然后，通过不断读取串口设备上的数据，并进行处理，得到温度值。

通过串口通信，我们可以实现与外部设备的数据交互，从而方便地完成各种应用需求。