其简单性、低开销以及广泛的硬件支持,使得UART成为连接微控制器、传感器、计算机等设备之间的桥梁
特别是在Linux操作系统下,利用C语言进行UART串口编程,不仅能够实现高效的数据传输,还能充分发挥Linux系统的稳定性和扩展性
本文将深入探讨Linux C环境下UART串口通信的原理、配置方法、编程实践以及常见问题解决策略,为开发者提供一份详尽的指南
一、UART串口通信基础 UART是一种异步串行通信协议,通过单根数据线(TXD,发送)和另一根数据线(RXD,接收),以及可能的地线(GND),实现数据的双向传输
其核心特点包括: - 异步通信:不需要时钟信号同步,发送方和接收方各自维护自己的时钟,通过起始位、数据位、校验位和停止位来界定数据帧
- 灵活性:波特率(数据传输速率)、数据位长度、停止位数量及校验方式等参数可根据需要调整
- 低成本:硬件实现简单,适合资源受限的嵌入式系统
二、Linux下的UART串口配置 在Linux系统中,UART串口设备通常被映射为`/dev/ttyS或/dev/ttyUSB等文件路径,其中`代表不同的串口编号
使用C语言进行串口编程,主要涉及以下几个步骤: 1.打开串口: 使用`open`函数打开串口设备文件,通常需要指定`O_RDWR`(读写模式)和`O_NOCTTY`(不将该串口作为进程的控制终端)标志
c int fd =open(/dev/ttyS0,O_RDWR |O_NOCTTY |O_SYNC); if(fd < { perror(open_port: Unable to open /dev/ttyS0 -); return -1; } 2.配置串口参数: 使用`termios`结构体设置波特率、数据位、停止位、校验方式等参数
这通常涉及获取当前配置、修改相应字段、然后应用新配置
c struct termios options; tcgetattr(fd, &options); cfsetispeed(&options, B9600); // 设置输入波特率 cfsetospeed(&options, B9600); // 设置输出波特率 options.c_cflag|= (CLOCAL | CREAD); // 启用接收器,忽略调制解调器状态线 options.c_cflag &= ~PARENB; // 无奇偶校验 options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1个停止位 options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS8; // 8个数据位 tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); // 应用设置 3.读写
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