Linux下读取串口数据的实现方法

1. 介绍

Linux下读取串口数据是一项常见的任务，特别是在嵌入式系统和物联网应用中。本文将介绍如何使用C语言在Linux操作系统下实现读取串口数据的方法。

2. 准备工作

2.1 硬件

要读取串口数据，首先需要一个可访问的串口设备。在大多数Linux系统中，串口设备通常被命名为/dev/ttyS0、/dev/ttyS1等。确保你的系统上有一个可用的串口设备。

2.2 软件

在开始编写代码之前，我们需要确保以下软件包已经安装：

gcc编译器：用于编译C语言代码

make工具：用于构建和管理代码工程

serial库：提供了读取串口数据的函数接口

如果你的系统上没有安装这些软件包，可以使用以下命令安装：

sudo apt-get install gcc make libserial-dev

3. 编写代码

3.1 打开串口设备

首先，我们需要使用open()函数打开串口设备。这个函数的原型如下：

int open(const char *pathname, int flags);

其中pathname参数是串口设备文件的路径，flags参数指定了打开设备的方式，通常使用O_RDWR表示以读写方式打开。

以下是打开串口设备的代码：

#include <fcntl.h>

#include <termios.h>
int open_serial_port(const char *device)
{
  int fd = open(device, O_RDWR);
  if (fd == -1) {
    perror("open_serial_port: Failed to open port");
    return -1;
  }
  
  // 设置串口属性
  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;
  tcflush(fd, TCIFLUSH);
  tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
  
  return fd;
}

在代码中，我们首先使用open()函数打开串口设备，并检查返回值是否为-1。如果返回-1，则表示打开设备失败。然后，我们使用tcgetattr()函数获取当前的串口属性，并使用tcsetattr()函数设置串口属性。在这个示例中，我们将波特率设置为9600、数据位设置为8位、无奇偶校验、无流控制。

3.2 读取串口数据

一旦我们成功打开了串口设备，就可以开始读取串口数据了。要读取串口数据，我们可以使用read()函数，它的原型如下：

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

其中fd参数是串口设备的文件描述符，buf参数是用于存储读取数据的缓冲区，count参数是要读取的字节数。

以下是一个简单的读取串口数据的代码示例：

int main()

{
  int fd = open_serial_port("/dev/ttyS0");
  if (fd == -1) {
    return -1;
  }
  
  char buffer[1024];
  ssize_t n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
  if (n > 0) {
    buffer[n] = '\0';
    printf("Received data: %s\n", buffer);
  }
  
  close(fd);
  return 0;
}

在代码中，我们首先调用open_serial_port()函数打开串口设备。然后，我们创建一个缓冲区buffer用于存储读取的数据。接下来，我们调用read()函数读取串口数据，并将读取的数据打印出来。最后，我们使用close()函数关闭串口设备。

4. 测试

现在，我们已经完成了读取串口数据的代码。我们可以编译并运行该代码来测试它是否正常工作。

首先，我们需要编写一个Makefile文件来构建代码：

TARGET = serial_reader

SOURCES = serial_reader.c
$(TARGET): $(SOURCES)
  gcc -o $@ $^ -lserial
.PHONY: clean
clean:
  rm -f $(TARGET)

在Makefile中，我们指定了目标serial_reader和源代码文件serial_reader.c。然后，我们使用gcc命令将源代码编译为可执行文件serial_reader。最后，我们定义了一个clean目标，用于清除编译生成的文件。

接下来，我们可以使用以下命令构建和运行代码：

make

./serial_reader

如果一切顺利，你应该能在终端窗口中看到打印出来的串口数据。

5. 总结

在本文中，我们介绍了如何在Linux操作系统下读取串口数据的实现方法。我们首先讨论了准备工作，包括硬件和软件的要求。然后，我们编写了C语言代码来打开串口设备和读取串口数据。最后，我们进行了代码的测试，并确保它能正常工作。

通过本文提供的内容和示例代码，你应该已经了解了如何在Linux下读取串口数据。希望本文能对你在实际应用中读取串口数据有所帮助。