串口程序设计

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,单击此处编辑母版标题样式,第四讲 串口程序设计,串口概述,串口数据结构,串口设置,串口应用实例,4.1 串口概述,串口简介,串行接口简称串口，也称串行通信接口（在Windows下常被成为COM口），是采用串行通信方式的扩展接口。,工作模式,串行接口是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，从而大大降低了成本。适合远距离通信，但传输速度慢。串行通信的距离可以从几米到几千米。根据信息传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。,串口标准,串行接口通常按电气标准及协议来划分，包括RS-232-C、RS-422、RS-485三种标准。,4.1 串口概述,RS-232,也称标准串口，是最常用的一种串行通讯接口标准。传统的,RS-232,接口采用标准,25,芯,D,型插座（,DB25,），现在普遍使用的是标准,9,芯,D,型插座（,DB9,）。,4.1 串口概述,RS-485,RS-485,最大的通信距离约为,1219,米，最大传输速率为,10,M/s,，传输速率与传输距离成反比。如果需要传输更长的距离，需要增加,485,中继器。,常用的,485,接口采用标准,9,芯插座（,DB9,）。,串口数据传输,串口数据的一帧包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位组成。开始前，线路处于空闲状态,(,高电平,),，传送开始时首先发送一个起始位,(0),，然后是数据位,(5/6/7/8),，紧跟着是奇偶校验位,(,也可以没有,),，最后是停止位,(,可以是,1,位,、,1.5,位或,2,位,),。至此一帧传送完毕，线路重回空闲状态,4.1 串口概述,4.1 串口概述,串口配置参数,Linux串口设备,Linux中的串口设备文件存放于/dev目录下，串口的设备名为ttyS0、ttyS1，分别对应物理串口1，串口2等。,串口操作,串口操作包括以下几个部分：数据发送、数据接收、产生中断、产生波特率、Loopback模式、红外模式、自动流控模式等。,串口参数,串口参数的配置主要包括：波特率、数据位、停止位、奇偶校验位、流控协议等。,4.2 串口数据结构,基本结构,#include,struct termiosunsigned short c_iflag; /输入模式标志,unsigned short c_oflag; /输出模式标志,unsigned short c_cflag; /控制模式标志,unsigned short c_lflag; /本地模式标志,unsigned char c_line; /行标识,unsigned char c_ccNCC; /控制字符,;,在串口结构中，最重要的是c_cflag，通过对它赋值，可以设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验位等串口属性。,4.2 串口数据结构,c_cflag,参数项,含义,CCTS_OFLOW,输出的CTS流控制,CIGNORE,忽略控制标志,CLOCAL,忽略调制-解调器状态,CREAD,启用接收装置,CRTS_IFLOW,输入的RTS流控制,CSIZE,字符大小屏蔽,CSTOPB,送两个停止位，否则为1位,HUPCL,最后关闭时断开,MDMBUF,经载波的流控输出,PARENB,进行奇偶校验,PARODD,奇校验，否则为偶校验,4.2 串口数据结构,c_iflag,INPCK,奇偶校验使能,IGNPAR,忽略奇偶校验错误,PARMRK,奇偶校验错误掩码,ISTRIP,除去奇偶校验位,IXON,启动出口硬件流控,IXOFF,启动入口软件流控,IXANY,允许字符重新启动流控,IGNBRK,忽略中断情况,BRKINT,当发生中断时发送SIGINT信号,INLCR,将NL映射到CR,IGNCR,忽略CR,ICRNL,将CR映射到NL,IUCLC,将高位情况映射到低位情况,IMAXBEL,当输入太长时回复ECHO,4.3 串口设置,设置串口属性主要就是配置 termios 结构体中的各个变量，其主要流程包括以下几个步骤：,使用函数,tcgetattr,保存原串口属性；,通过位掩码的方式激活本地连接和接受使能选项：,CLOCAL,和,CREAD,；,使用函数,cfsetispeed,和,cfsetospeed,设置数据传输率；,通过位掩码设置字符大小；,设置奇偶校验：首先要激活,c_cflag,中的校验位使能标志,PARENB,和是否要进行偶校验，同时还要激活,c_iflag,中的奇偶校验使能；,激活,c_cflag,中的,CSTOP,设置停止位，若停止位为,1,，则清,4.3 串口设置,除CSTOP，若停止位为0，则激活CSTOP；,设置最少字符和等待时间，在对接受字符和等待时间没有特别要求的情况下，可以将其设置为,0,；,调用函数,tcflush(fd,queue_selector,),来处理要写入引用的对象，,queue_selector,可能的取值有以下几种：,TCIFLUSH,：刷新收到的数据但是不读,TCOFLUSH,：刷新写入的数据但是不传送,TCIOFLUSH,：同时刷新收到的数据但是不读，并且刷新写入的数据但是不传送；,下面给出串口配置的通用函数，函数名,set_opt,4.3 串口设置,串口使用详解,在配置完串口的相关属性后，就可以对串口进行打开、读写操作了。它所使用的函数和普通的文件系统调用一样，只是参数会有所区别，具体如下：,打开串口,打开串口时，传递给open函数的flag参数需要两个模式选项，O_NOCTTY,O_NDELAY,fd=open(“/dev/ttyS0”,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);,O_NOCTTY标志用于通知Linux操作系统这个程序不会成为对应这个端口的控制终端，如果没有指定这个标志，那么任何一个输入（诸如键盘中止信号等）都将影响用户的进程。,4.3 串口设置,O_NDELAY,标志通知,Linux,系统这个程序不关心,DCD,信号线所处的状态（端口另一端是否激活或停止）。如果用户指定了这个标志，则进程将会一直处于睡眠态，直到,DCD,信号线被激活。,接下来可恢复串口的状态为阻塞状态，用于等待串口数据的读入，可用,fcntl,函数实现，如下：,fcntl(fd,F_SETFL,0);,再接着可以测试打开的文件描述符是否引用一个终端设备，以进一步确认串口是否正确打开，如下：,isatty(STDIN_FILENO,);,如果测试成功，表示串口成功打开，这时就可以对串口进行读写操作了。,读写串口,读写串口和读写普通文件一样，使用 read、write 函数即可，如下所示：,write(fd,buff,8);,read(fd,buff,8);,下面的例程显示了打开串口的通用函数open_port.c，并且给出了一个通过串口传输数据的实例。,4.3 串口设置,