串口编程—（2）编程步骤及参数设置_串口设置cstopb-优快云博客

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本文详细介绍了在LINUX环境下进行串口编程的步骤，包括打开串口、设置串口参数、读写操作和关闭串口。主要内容涉及串口文件位于/dev下的路径，如/dev/ttyS0和/dev/ttyS1，以及如何使用open函数打开串口。重点讲解了struct termios结构体的设置，如波特率、校验位、停止位等，并提到了c_cflag、c_lflag和c_oflag等重要参数。最后提及了tcsetattr函数在设置终端参数时的作用。

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LINUX 下

串口操作需要的头文件

#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*/

简单来说串口编程的步骤分为：

（1）、打开串口。

（2）、设置串口。

（3）、读写串口。

（4）、关闭串口。

下面来具体说一下每个步骤：

（1）、打开串口使用 open函数

　int open(const char *pathname, int oflag, ... /* mode_t mode */);

　　返回值：成功则返回文件描述符，否则返回 -1

　　对于 open 函数来说，第三个参数（...）仅当创建新文件时（即使用了O_CREAT 时）才使用，用于指定文件的访问权限位（access permission bits）。pathname 是待打开/创建文件的路径名（如 C:/cpp/a.cpp）；oflag 用于指定文件的打开/创建模式，这个参数可由以下常量（定义于 fcntl.h）通过逻辑或构成。

　　O_RDONLY 只读模式

　　O_WRONLY 只写模式

　　O_RDWR 读写模式

　　打开/创建文件时，至少得使用上述三个常量中的一个。以下常量是选用的：

　　O_APPEND 每次写操作都写入文件的末尾

　　O_CREAT 如果指定文件不存在，则创建这个文件

　　O_EXCL 如果要创建的文件已存在，则返回 -1，并且修改 errno 的值

　　O_TRUNC 如果文件存在，并且以只写/读写方式打开，则清空文件全部内容(即将其长度截短为0)

　　O_NOCTTY 如果路径名指向终端设备，不要把这个设备用作控制终端。

　　O_NONBLOCK 如果路径名指向 FIFO/块文件/字符文件，则把文件的打开和后继 I/O

打开串口（USB）

在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下的

串口一为 /dev/ttyS0（/dev/ttyS0）

串口二为 /dev/ttyS1(/dev/ttyS1)

打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：

int fd;
/*以读写方式打开串口*/
fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR);
if (-1 == fd)

/* 不能打开串口一*/ 
perror(" 提示错误！");

fd是文件描述符

在Linux系统中一切皆可以看成是文件，文件又可分为：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。文件描述符（file descriptor）是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，其是一个非负整数（通常是小整数），用于指代被打开的文件，所有执行I/O操作的系统调用都通过文件描述符。程序刚刚启动的时候，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误。如果此时去打开一个新的文件，它的文件描述符会是3。POSIX标准要求每次打开文件时（含socket）必须使用当前进程中最小可用的文件描述符号码，因此，在网络通信过程中稍不注意就有可能造成串话。标准文件描述符图如下：

终端设备设置

最基本的设置包括波特率设置，效验位和停止位设置。

串口的设置主要是设置 struct termios 结构体的各成员值。

struct termio
{	unsigned 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;		/* local mode flags */	
	unsigned char  c_line;		    /* line discipline */	
	unsigned char  c_cc[NCC];    /* control characters */
};

其具体意义如下。
　　c_iflag：输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如表

键值      说明
IGNBRK 忽略BREAK键输入
BRKINT         如果设置了IGNBRK，BREAK键输入将被忽略
IGNPAR       忽略奇偶校验错误
PARMRK    标识奇偶校验错误
INPCK    允许输入奇偶校验
ISTRIP   去除字符的第8个比特
INLCR           将输入的NL（换行）转换成CR（回车）
IGNCR    忽略输入的回车
ICRNL     将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）
IUCLC    将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）
IXON     允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IXANY    输入任何字符将重启停止的输出
IXOFF     允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IMAXBEL      当输入队列满的时候开始响铃

c_oflag：输出模式标志，控制终端输出方式，具体参数如表
　　
键值   说明
OPOST   处理后输出
OLCUC   将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）
ONLCR   将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）
OCRNL   将输入的CR（回车）转换成NL（换行）
ONOCR    第一行不输出回车符
ONLRET   不输出回车符
OFILL     发送填充字符以延迟终端输出
OFDEL   以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符为NUL
NLDLY   换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）
CRDLY   回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY   水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY   空格输出延迟，可以取BS0或BS1
VTDLY   垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1
FFDLY   换页延迟，可以取FF0或FF1

c_cflag：控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如表3所示。
　　表3 c_cflag参数
　　
键值                    说明
CBAUD         波特率（4+1位）（非POSIX）
CBAUDEX    附加波特率（1位）（非POSIX）
CSIZE          字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB      设置两个停止位
CREAD      使用接收器
PARENB      使用奇偶校验
PARODD      对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验
HUPCL      关闭设备时挂起
CLOCAL     忽略调制解调器线路状态
CRTSCTS      使用RTS/CTS流控制

c_lflag：本地模式标志，控制终端编辑功能，具体参数如表4所示。
　　表4 c_lflag参数
　　
键值   说明
ISIG           当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号
ICANON             使用标准输入模式
XCASE            在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。
ECHO         显示输入字符
ECHOE      如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符
ECHOK      如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行
ECHONL       如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符
ECHOPRT   如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）
TOSTOP   向后台输出发送SIGTTOU信号

c_cc[NCCS]：控制字符，用于保存终端驱动程序中的特殊字符，如输入结束符等。c_cc中定义了如表所示的控制字符。
　　表 c_cc支持的控制字符

宏   说明   宏   说明
VINTR   Interrupt字符   VEOL   附加的End-of-file字符
VQUIT   Quit字符   VTIME   非规范模式读取时的超时时间
VERASE   Erase字符   VSTOP   Stop字符
VKILL   Kill字符   VSTART   Start字符
VEOF   End-of-file字符   VSUSP   Suspend字符
VMIN   非规范模式读取时的最小字符数

csetattr函数用于设置终端的相关参数。参数fd为打开的终端文件描述符，参数optional_actions用于控制修改起作用的时间，而结构体termios_p中保存了要修改的参数。
　　optional_actions可以取如下的值：
　　TCSANOW：不等数据传输完毕就立即改变属性。
　　TCSADRAIN：等待所有数据传输结束才改变属性。
　　TCSAFLUSH：清空输入输出缓冲区才改变属性。
　　错误信息：
　　EBADF：非法的文件描述符。
　　EINTR：tcsetattr函数调用被信号中断。
　　EINVAL：参数optional_actions使用了非法值，或参数termios中使用了非法值。
　　ENCTTY：非终端的文件描述符。

设置这个结构体很复杂，我这里就只说说常见的一些设置：

波特率设置

truct  termios Opt;
tcgetattr(fd, &Opt);//tcgetattr函数用于获取与终端相关的参数。参数fd为终端的文件描述符，返回的结果保存在termios结构体中，该结构体一般包括如下的成员：
cfsetispeed(&Opt,B19200);     /*设置为19200Bps*/
cfsetospeed(&Opt,B19200);
tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);

tcsetattr函数用于设置终端参数。函数在成功的时候返回0，失败的时候返回-1，并设置errno的值。参数fd为打开的终端文件描述符，参数optional_actions用于控制修改起作用的时间，而结构体termios_p中保存了要修改的参数。optional_actions可以取如下的值。　
　TCSANOW：不等数据传输完毕就立即改变属性。　
　TCSADRAIN：等待所有数据传输结束才改变属性。　
　TCSAFLUSH：清空输入输出缓冲区才改变属性。



设置波特率的例子函数：

 
 /**
*@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++) { //计算数组中的数据个数
    if  (speed == name_arr[i]) {     
      tcflush(fd, TCIOFLUSH);     
/*
tcflush() 丢弃要写入引用的对象，但是尚未传输的数据，或者收到但是尚未读取的数据，取决于 queue_selector 的值：
　　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
    通俗地说就是将输出缓冲器清空，把输入缓冲区清空。缓冲区里的数据都废弃。
      cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]);  
      cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);   
      status = tcsetattr(fd1, TCSANOW, &Opt);  
      if  (status != 0) 
	{        
        	perror("tcsetattr fd1");  
        	return;     
      	}    
      tcflush(fd,TCIOFLUSH);   



效验位和停止位的设置：

设置效验的函数：
  
  /**
*@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; 
	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] = 150; /* 设置超时15 seconds*/   
options.c_cc[VMIN] = 0; /* Update the options and do it NOW */
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)   
{ 
	perror("SetupSerial 3");   
	return (FALSE);  
} 
return (TRUE);  
}


需要注意的是:

如果不是开发终端之类的，只是串口传输数据，而不需要串口来处理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式来通讯，设置方式如下：

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


 
读写设备


设置好串口之后，读写串口就很容易了，把串口当作文件读写就是。

      
      发送数据 
        char  buffer[1024];
int    nByte;
int    longth;
nByte = write(fd, buffer , longth）；
 

 
读取串口数据  使用文件操作read函数读取，如果设置为原始模式(Raw Mode)传输数据，那么read函数返回的字符数是实际串口收到的字符数。
  可以使用操作文件的函数来实现异步读取，如fcntl，或者select等来操
 
  m=read(fd, buff, sizeof(buff));
 
  参数fd表示文件描述符；
 
  buff表示读取的数据存放的位置；
 
  sizeof表示读取数据的大小，指读取了多少个字节；
 
  m表示read函数的返回值；是int型的，表示实际串口收到的字符数；
 

      
      
       
        
      
      

      
        关闭串口
 
  关闭串口就是关闭文件。 
        close(fd);