Linux串口编程及封装

最新推荐文章于 2025-03-26 09:10:28 发布

Troye .

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/pjwshuai/article/details/124572336

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一、串口通信

最近在做4G模块拨号上网项目，首先要学习的便是串口编程，串口作为计算机上的串行通信的物理接口，是通信过程最重要的部分。关于串口通信的基础知识和原理就不作详细介绍了，推荐到Linux串口编程_WuYuJun's blog的博客-优快云博客_linux串口编程这里进行初步学习，总结得很完整。

串口通信主要流程：

1、open打开串口设备，获取串口设备文件描述符（Linux一切都是文件）

2、设置波特率、数据位、停止位、校验位等

3、read()、write()操作文件描述符进行串口通信

4、close()关闭设备

二、串口函数封装

封装过程：

serialport.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>

#include "serialport.h"

//打开串口
int serialport_open(char *port)    //参数port是要打开的串口设备        
{
        int     fd;

        fd=open(port,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
        if(fd<0)
        {
                printf("can't open serial port\n");
                return -1;
        }
        printf("open serial port '%s' successfully and fd=%d\n",port,fd);

        return fd;
}

//设置波特率、流控制、数据位、停止位、校检位
int serialport_set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int checkbits)    
{
        struct termios  options;
        int             i;
        int             speed_arr[] = { B115200, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300};
        int             name_arr[] = {115200,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300};

        if(tcgetattr(fd,&options)!=0)
        {
                printf("tcgetattr() failure:%s\n",strerror(errno));
                return -1;
        }
        printf("tcgetattr() successfully!\n");

        //设置输入输出波特率
        for ( i= 0;  i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int);  i++)
        {
                if  (speed == name_arr[i])
                {
                        cfsetispeed(&options, speed_arr[i]);
                        cfsetospeed(&options, speed_arr[i]);
                }
        }

        //不会占用串口，能读取输入数据
        options.c_cflag |= CLOCAL|CREAD;

        switch(flow_ctrl)
        {
                case 0:         //不使用流控制
                        options.c_cflag &=~ CRTSCTS;
                        break;

                case 1:         //使用硬件流控制
                        options.c_cflag |= CRTSCTS;
                        break;

                case 2:         //使用软件流控制
                        options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
                        break;
        }

        //设置数据位
        options.c_cflag &=~ CSIZE;
        switch(databits)
        {
                case 7:
                        options.c_cflag |= CS7;
                        break;

                case 8:
                        options.c_cflag |= CS8;
                        break;
        }

        //设置停止位
        switch(stopbits)
        {
                case 1:
                        options.c_cflag &=~ CSTOPB;
                        break;

                case 2:
                        options.c_cflag |= CSTOPB;
                        break;
        }

        //设置校检位
        switch(checkbits)
        {
                case 0: //无校验位
                        options.c_cflag &=~ PARENB;
                        options.c_iflag &=~ INPCK;
                        break;

                case 1: //奇
                        options.c_cflag |= PARENB;
                        options.c_cflag |= PARODD;
                        options.c_iflag |= (INPCK|ISTRIP);//inpck打开奇偶校验,istrip去掉字符第八位
                        break;

                case 2: //偶
                        options.c_cflag |= PARENB;
                        options.c_cflag |= ~PARODD;
                        options.c_cflag |= (INPCK|ISTRIP);
                        break;
        }

        //设置等待时间和最小接收字符
        options.c_cc[VTIME]=0;
        options.c_cc[VMIN]=0;

        tcflush(fd,TCIFLUSH);   //如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取。刷新收到的数据但是不读

        if(tcsetattr(fd,TCSANOW,&options)!=0)
        {
                printf("tcsetattr() failure:%s\n",strerror(errno));
                return -1;
        }
        printf("tcsetattr() successfully!\n");

        return 0;
}

//读信息
int serialport_receive(int fd,char *rbuf,int rbuf_len,int timeout)
{
        int             rv=-1;
        int             len=-1;
        fd_set          rd_set;
        struct timeval  time_out;

        if(!rbuf||rbuf_len<=0)
        {
                printf("receive func get invalid parameter\n");
                return -1;
        }

        if(timeout)
        {
                time_out.tv_sec=(time_t)timeout;
                time_out.tv_usec=0;

                FD_ZERO(&rd_set);
                FD_SET(fd,&rd_set);

                rv=select(fd+1,&rd_set,NULL,NULL,&time_out);
                if(rv<0)
                {
                        printf("select failure:%s\n",strerror(errno));
                        return -1;
                }
                else if(rv==0)
                {
                        printf("select timeout\n");
                        return -1;
                }

        }

        if(FD_ISSET(fd,&rd_set))
        {
                memset(rbuf,0,sizeof(rbuf));
                if((len=read(fd,rbuf,rbuf_len))<0)
                {
                        printf("read from serial port failure:%s\n",strerror(errno));
                        return -1;
                }
                printf("read %d bytes data from serial port fd=%d:'%s'\n",len,fd,rbuf);
        }

        return 0;
}

//发信息
int serialport_send(int fd,char *send,int data_len)
{
        int len=-1;

        len=write(fd,send,data_len);
        if(len<0)
        {
                printf("write failure:%s\n",strerror(errno));
                return -1;
        }
        printf("write to serial port successfully!\n");

        return 0;
}

//关闭串口
void serialport_close(int fd)
{
        close(fd);
}

serialport.h

#ifndef _SERIALPORT_H_
#define _SERIALPORT_H_

extern int serialport_open(char *port);
extern int serialport_set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int checkbits);
extern int serialport_receive(int fd,char *rbuf,int rbuf_len,int timeout);
extern int serialport_send(int fd,char *send,int data_len);
extern void serialport_close(int fd);

#endif

示例：给串口发消息并读取

write.c

#include "serialport.h"                           // 引入头文件   

int main(int argc,char **argv)
{
        int     fd;                               // 文件描述符
        char    port[]="/dev/ttyUSB0";            // 能收发信息的串口
        char    send[]="nihao";                   // 要发的信息

        fd=serialport_open(port);                 // 打开串口

        serialport_set(fd,115200,0,8,1,0);        // 设置串口

        serialport_send(fd,send,sizeof(send));    // 发送信息

        return 0;
}

read.c

#include "serialport.h"

int main(int argc,char **argv)
{
        int     fd;
        char    port[]="/dev/ttyUSB0";
        char    rbuf[128];                               //存信息的数组

        fd=serialport_open(port);

        serialport_set(fd,115200,0,8,1,0);    

        serialport_receive(fd,rbuf,sizeof(rbuf),100);    // 接收信息

        return 0;
}

编译: