Linux串口编程:轻松打开串口通信之门
linux 串口 open

首页 2024-12-01 09:49:14



Linux串口编程:深入探索open函数的应用与实践 在嵌入式系统、通信设备以及众多工业自动化场景中,串口通信(Serial Communication)扮演着举足轻重的角色

    作为Linux系统下处理串口通信的基础,`open`函数不仅是打开串口设备的门户,更是后续读写操作的前提

    本文将深入探讨Linux串口编程中`open`函数的应用与实践,通过详尽的解析和实例展示,让读者掌握这一关键技能,从而在串口通信的世界里游刃有余

     一、串口通信基础 串口通信,全称为串行通信接口(Serial Communication Interface),是一种将数据一位接一位顺序传送的通信方式

    与并行通信相比,虽然其传输速度较慢,但成本更低、连线简单、传输距离远,因此在许多领域仍被广泛采用

    在Linux系统中,串口设备通常以`/dev/ttyS(对于老式COM口)或/dev/ttyUSB`(对于USB转串口设备)的形式存在

     二、`open`函数简介 `open`函数是POSIX标准定义的系统调用之一,用于打开和可能创建一个文件

    在串口编程中,`open`函数用于打开串口设备文件,返回一个文件描述符(File Descriptor, FD),该描述符后续将用于读写串口数据

     函数原型: include include include include int open(constchar pathname, int flags, mode_tmode); - `pathname`:指向要打开文件的路径名,对于串口设备,通常是`/dev/ttyS或/dev/ttyUSB`

     - `flags`:打开文件的标志,对于串口编程,常用的有`O_RDWR`(读写打开)、`O_NOCTTY`(不将该串口作为进程的控制终端)、`O_NDELAY`(非阻塞模式,但需注意与后续配置结合使用)等

     - `mode`:文件权限设置,当`flags`中包含`O_CREAT`时才需要,串口编程中通常不设置

     返回值:成功时返回文件描述符(非负整数),失败时返回-1,并设置`errno`以指示错误类型

     三、串口配置前的准备 在成功调用`open`函数后,直接进行读写操作往往会遇到问题,因为串口设备有其特定的配置需求,如波特率、数据位、停止位、校验位等

    因此,在读写之前,需要对串口进行配置

     1. 获取串口属性 使用`tcgetattr`函数获取当前串口配置: include struct termios options; tcgetattr(fd, &options); 2. 设置波特率 波特率决定了数据传输的速率,通过`cfsetispeed`和`cfsetospeed`函数设置输入和输出波特率: cfsetispeed(&options, B9600); // 输入波特率9600 cfsetospeed(&options, B9600); // 输出波特率9600 3. 配置数据格式 使用`cfmakeraw`函数可以快速将`termios`结构设置为原始模式(Raw Mode),即无特殊处理(如回车转换为换行、回显等),适用于大多数串口通信需求: cfmakeraw(&options); 或者直接设置各个字段: options.c_cflag &= ~PARENB; // 无校验位 options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1位停止位 options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS8; // 8位数据位 4. 设置控制模式 启用读/写非阻塞模式、接收超时等: options.c_cflag |=(CLOCAL | CREAD); // 忽略调制解调器控制线,启用接收器 options.c_lflag&= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); // 原始输入模式,无回显,无信号 options.c_cc【VMIN】 = 1; // 最小读取字符数,设置为1表示有数据即可读 options.c_cc【VTIME】 = 0; // 读取超时时间,0表示不超时 5. 应用配置 使用`tcsetattr`函