Linux串口通信
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wangjian19 发表于4年前
Linux串口通信
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1.打开串口

       与其他的关于设备编程的方法一样,在Linux下,操作、控制串口也是通过操作起设备文件进行的。在Linux下,串口的设备文件是/dev/ttyS0或/dev/ttyS1等。因此要读写串口,我们首先要打开串口:

       char *dev  = "/dev/ttyS0"; //串口1

       int    fd = open( dev, O_RDWR );

        //| O_NOCTTY | O_NDELAY      

       if (-1 == fd)   

       {                  

              perror("Can't Open Serial Port");

              return -1;       

       }    

       else 

              return fd;

      

2.         设置串口速度

       打开串口成功后,我们就可以对其进行读写了。首先要设置串口的波特率:

       int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,

                      B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, };

int name_arr[] = {38400,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300, 38400, 

                                   19200,  9600, 4800, 2400, 1200,  300, };

void set_speed(int fd, int speed){

       int   i;

       int   status;

       struct termios   Opt;

       tcgetattr(fd, &Opt);

       for ( i= 0;  i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int);  i++) {

              if  (speed == name_arr[i]) {    

                     tcflush(fd, TCIOFLUSH);    

                     cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]); 

                     cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);  

                     status = tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt); 

                     if  (status != 0) {       

                            perror("tcsetattr fd"); 

                            return;    

                     }   

                     tcflush(fd,TCIOFLUSH);  

              } 

       }

}

3.         设置串口信息

这主要包括:数据位、停止位、奇偶校验位这些主要的信息。

      /**

*@brief     设置串口数据位,停止位和效验位

*@param  fd     类型  int  打开的串口文件句柄

*@param  databits 类型  int 数据位   取值 为 7 或者8

*@param  stopbits 类型  int 停止位   取值为 1 或者2

*@param  parity  类型  int  效验类型 取值为N,E,O,,S

*/

int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)

{

       struct termios options;

       if  ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0) {

              perror("SetupSerial 1");    

              return(FALSE); 

       }

       options.c_cflag &= ~CSIZE;

       options.c_lflag  &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);  /*Input*/

       options.c_oflag  &= ~OPOST;   /*Output*/

 

       switch (databits) /*设置数据位数*/

       {  

       case 7:          

              options.c_cflag |= CS7;

              break;

       case 8:    

              options.c_cflag |= CS8;

              break;  

       default:   

              fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE); 

       }

switch (parity)

{  

       case 'n':

       case 'N':   

              options.c_cflag &= ~PARENB;   /* Clear parity enable */

              options.c_iflag &= ~INPCK;     /* Enable parity checking */

              break; 

       case 'o':  

       case 'O':    

              options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* 设置为奇效验*/ 

              options.c_iflag |= INPCK;             /* Disnable parity checking */

              break; 

       case 'e': 

       case 'E':  

              options.c_cflag |= PARENB;     /* Enable parity */   

              options.c_cflag &= ~PARODD;   /* 转换为偶效验*/    

              options.c_iflag |= INPCK;       /* Disnable parity checking */

              break;

       case 'S':

       case 's':  /*as no parity*/  

           options.c_cflag &= ~PARENB;

              options.c_cflag &= ~CSTOPB;break; 

       default:  

              fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");   

              return (FALSE); 

       } 

/* 设置停止位*/ 

switch (stopbits)

{  

       case 1:   

              options.c_cflag &= ~CSTOPB; 

              break; 

       case 2:   

              options.c_cflag |= CSTOPB; 

          break;

       default:   

               fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n"); 

               return (FALSE);

}

/* Set input parity option */

if (parity != 'n')  

       options.c_iflag |= INPCK;

tcflush(fd,TCIFLUSH);

options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时0 seconds*/  

options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/

if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)  

{

       perror("SetupSerial 3");  

       return (FALSE); 

}

return (TRUE); 

}

在上述代码中,有两句话特别重要:

options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时0 seconds*/  

options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/

这两句话决定了对串口读取的函数read()的一些功能。我将着重介绍一下他们对read()函数的影响。

       对串口操作的结构体是

Struct{

       tcflag_t   c_iflag;    /*输入模式标记*/

       tcflag_t   c_oflag;   /*输出模式标记*/

       tcflag_t   c_cflag;   /*控制模式标记*/

       tcflag_t   c_lflag;    /*本地模式标记*/

       cc_t        c_line;     /*线路规程*/

       cc_t        c_cc[NCCS];  /*控制符号*/

};

其中cc_t       c_line只有在一些特殊的系统程序(比如,设置通过tty设备来通信的网络协议)中才会用。在数组c_cc中有两个下标(VTIME和VMIN)对应 的元素不是控制符,并且只是在原始模式下有效。只有在原始模式下,他们决定了read()函数在什么时候返回。在标准模式下,除非设置了 O_NONBLOCK选项,否则只有当遇到文件结束符或各行的字符都已经编辑完毕后才返回。

控制符VTIME和VMIN之间有着复杂的关系。VTIME定义要求等待的零到几百毫秒的时间量(通常是一个8位的unsigned char变量,取值不能大于cc_t)。VMIN定义了要求等待的最小字节数(不是要求读的字节数——read()的第三个参数才是指定要求读的最大字节 数),这个字节数可能是0。

l         如果VTIME取0,VMIN定义了要求等待读取的最小字节数。函数read()只有在读取了VMIN个字节的数据或者收到一个信号的时候才返回。

l         如果VMIN取0,VTIME定义了即使没有数据可以读取,read()函数返回前也要等待几百毫秒的时间量。这时,read()函数不需要像其通常情况那样要遇到一个文件结束标志才返回0。

l         如果VTIME和VMIN都不取0,VTIME定义的是当接收到第一个字节的数据后开始计算等待的时间量。如果当调用read函数时可以得到数据,计时器 马上开始计时。如果当调用read函数时还没有任何数据可读,则等接收到第一个字节的数据后,计时器开始计时。函数read可能会在读取到VMIN个字节 的数据后返回,也可能在计时完毕后返回,这主要取决于哪个条件首先实现。不过函数至少会读取到一个字节的数据,因为计时器是在读取到第一个数据时开始计时 的。

l         如果VTIME和VMIN都取0,即使读取不到任何数据,函数read也会立即返回。同时,返回值0表示read函数不需要等待文件结束标志就返回了。

这就是这两个变量对read函数的影响。我使用的读卡器每次传送的数据是13个字节,一开始,我把它们设置成

options.c_cc[VTIME] = 150

options.c_cc[VMIN] = 0;

结果,每次读取的信息只有8个字节,剩下的5个字节要等到下一次打卡时才能收到。就是由于这个原因造成的。根据上面规则的第一条,我把VTIME取 0,VMIN=13,也就是正好等于一次需要接收的字节数。这样就实现了一次读取13个字节值。同时,得出这样的结论,如果读卡器送出的数据为n个字节, 那么就把VMIN=n,这样一次读取的信息正好为读卡器送出的信息,并且读取的时候不需要进行循环读取。

 

4.         读取数据

有了上面的函数后,我设置了串口的基本信息,根据我们自己的实际情况,设置了相应的参数,就可以读取数据了。

void getcardinfo(char *buff){

         int fd;

         int nread,count=0;

         char tempbuff[13];

         char *dev  = "/dev/ttyS0"; //串口1

         fd = OpenDev(dev);

         set_speed(fd,9600);

         if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE)  {

                   printf("Set Parity Error\n");

                   //return -1;

         }

         while (1) //循环读取数据

         {  

                   count=0;

                   //sleep(5000);

                   while(1)

                   {

                            if((nread = read(fd, tempbuff, 13))>0)

                            {

                            //printf("\nLen %d\n",nread);

                                     memcpy(&buff[count],tempbuff,nread);

                                     count+=nread;

                            }

                            if(count==13)

                            {

                                     buff[count+1] = '\0';  

                            //printf( "\n%s", buff);

                                     break;

                            }

                   }

                   //break;

         }

         //return buff;

         close(fd);

         pthread_exit(NULL);

         //close(fd); 

         // exit (0);

}

这是我原来的程序,其实把VMIN设置以后,可以改成:

void getcardinfo(char *buff){

       int fd;

       int nread,count=0;

       char tempbuff[13];

       char *dev  = "/dev/ttyS0"; //串口1

       fd = OpenDev(dev);

       set_speed(fd,9600);

       if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE)  {

              printf("Set Parity Error\n");

              //return -1;

       }

       nread = read(fd, buff, 13)

       close(fd);

}

 

5.         程序完整代码:

#include     <stdio.h>      /*标准输入输出定义*/

#include     <stdlib.h>     /*标准函数库定义*/

#include     <unistd.h>     /*Unix 标准函数定义*/

#include     <sys/types.h> 

#include     <sys/stat.h>  

#include     <fcntl.h>      /*文件控制定义*/

#include     <termios.h>    /*PPSIX 终端控制定义*/

#include     <errno.h>      /*错误号定义*/

 

#define FALSE  -1

#define TRUE   0

/**

*@brief    设置串口通信速率

*@param  fd     类型 int  打开串口的文件句柄

*@param  speed  类型 int  串口速度

*@return    void

*/

int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,

                   B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, };

int name_arr[] = {38400,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300, 38400, 

                            19200,  9600, 4800, 2400, 1200,  300, };

void set_speed(int fd, int speed){

         int   i;

         int   status;

         struct termios   Opt;

         tcgetattr(fd, &Opt);

         for ( i= 0;  i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int);  i++) {

                   if  (speed == name_arr[i]) {    

                            tcflush(fd, TCIOFLUSH);    

                            cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]); 

                            cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);  

                            status = tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt); 

                            if  (status != 0) {       

                                     perror("tcsetattr fd"); 

                                     return;    

                            }   

                            tcflush(fd,TCIOFLUSH);  

                   } 

         }

}

/**

*@brief     设置串口数据位,停止位和效验位

*@param  fd     类型  int  打开的串口文件句柄

*@param  databits 类型  int 数据位   取值 为 7 或者8

*@param  stopbits 类型  int 停止位   取值为 1 或者2

*@param  parity  类型  int  效验类型 取值为N,E,O,,S

*/

int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)

{

         struct termios options;

         if  ( tcgetattr( fd,&options)  !=  0) {

                   perror("SetupSerial 1");    

                   return(FALSE); 

         }

         options.c_cflag &= ~CSIZE;

         options.c_lflag  &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);  /*Input*/

         options.c_oflag  &= ~OPOST;   /*Output*/

 

         switch (databits) /*设置数据位数*/

         {  

         case 7:                

                   options.c_cflag |= CS7;

                   break;

         case 8:    

                   options.c_cflag |= CS8;

                   break;  

         default:   

                   fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE); 

         }

switch (parity)

{  

         case 'n':

         case 'N':   

                   options.c_cflag &= ~PARENB;   /* Clear parity enable */

                   options.c_iflag &= ~INPCK;     /* Enable parity checking */

                   break; 

         case 'o':  

         case 'O':    

                   options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* 设置为奇效验*/ 

                   options.c_iflag |= INPCK;             /* Disnable parity checking */

                   break; 

         case 'e': 

         case 'E':  

                   options.c_cflag |= PARENB;     /* Enable parity */   

                   options.c_cflag &= ~PARODD;   /* 转换为偶效验*/    

                   options.c_iflag |= INPCK;       /* Disnable parity checking */

                   break;

         case 'S':

         case 's':  /*as no parity*/  

             options.c_cflag &= ~PARENB;

                   options.c_cflag &= ~CSTOPB;break; 

         default:  

                   fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");   

                   return (FALSE); 

         } 

/* 设置停止位*/ 

switch (stopbits)

{  

         case 1:   

                   options.c_cflag &= ~CSTOPB; 

                   break; 

         case 2:   

                   options.c_cflag |= CSTOPB; 

            break;

         default:   

                    fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n"); 

                    return (FALSE);

}

/* Set input parity option */

if (parity != 'n')  

         options.c_iflag |= INPCK;

tcflush(fd,TCIFLUSH);

options.c_cc[VTIME] = 0; /* 设置超时15 seconds*/  

options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/

if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)  

{

         perror("SetupSerial 3");  

         return (FALSE); 

}

return (TRUE); 

}

/**********************************************************************

代码说明:使用串口一测试的,发送的数据是字符,

但是没有发送字符串结束符号,所以接收到后,后面加上了结束符号

**********************************************************************/

 

/*********************************************************************/

int OpenDev(char *Dev)

{

         int     fd = open( Dev, O_RDWR );

        //| O_NOCTTY | O_NDELAY         

         if (-1 == fd)        

         {                        

                   perror("Can't Open Serial Port");

                   return -1;            

         }      

         else  

                   return fd;

}

void getcardinfo(char *buff){

         int fd;

         int nread,count=0;

         char tempbuff[13];

         char *dev  = "/dev/ttyS0"; //串口1

         fd = OpenDev(dev);

         set_speed(fd,9600);

         if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE)  {

                   printf("Set Parity Error\n");

                   //return -1;

         }

         while (1) //循环读取数据

         {  

                   count=0;

                   //sleep(5000);

                   while(1)

                   {

                            if((nread = read(fd, tempbuff, 13))>0)

                            {

                            //printf("\nLen %d\n",nread);

                                     memcpy(&buff[count],tempbuff,nread);

                                     count+=nread;

                            }

                            if(count==13)

                            {

                                     buff[count+1] = '\0';  

                            //printf( "\n%s", buff);

                                     break;

                            }

                   }

                   //break;

         }

         //return buff;

         close(fd);

         pthread_exit(NULL);

         //close(fd); 

         // exit (0);

}


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