Linux系统下串口通信实战指南:轻松连接与管理串口设备
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首页 2024-12-11 00:42:35



Linux下串口通信的深度探索与实践 在当今的嵌入式系统、工业自动化以及物联网(IoT)领域,串口通信作为一种古老而又极其可靠的通信方式,仍然扮演着不可或缺的角色

    尤其在Linux操作系统环境下,其强大的灵活性和广泛的硬件支持,使得串口通信成为开发者们解决设备间数据交换问题的首选方案

    本文将深入探讨Linux下串口通信的原理、配置方法、编程实践以及常见问题解决,旨在帮助读者全面掌握这一关键技术

     一、串口通信基础 1.1 串口通信概述 串口通信,即串行通信(Serial Communication),是一种将数据按位顺序传输的通信方式

    与之相对的是并行通信,后者能同时传输多位数据

    串口通信因其实现简单、成本低廉、传输距离远等优点,在早期的计算机与外部设备连接中广泛应用,至今仍广泛应用于各种嵌入式系统中

     1.2 串口通信协议 串口通信遵循RS-232、RS-422、RS-485等标准,其中RS-232最为常见

    它定义了信号的电气特性、传输速率、数据格式等

    标准的RS-232接口使用9针或25针D型连接器,但在实际应用中,常常简化为3线(TXD、RXD、GND)连接

     - 波特率:指每秒传输的比特数(bps),是串口通信的重要参数,常见的波特率有9600、115200等

     数据位:通常为8位,表示一个字节的数据

     - 停止位:用于标识数据包的结束,通常为1位或2位

     - 校验位:用于错误检测,可以是无校验(None)、奇校验(Odd)、偶校验(Even)等

     二、Linux下的串口配置 2.1 串口设备文件 在Linux系统中,每个串口设备都被映射为一个文件,位于`/dev`目录下,通常以`ttyS`(如`ttyS0`)、`ttyUSB`(如`ttyUSB0`)等命名

    这些设备文件允许用户空间程序通过标准的文件I/O操作与串口进行交互

     2.2 使用stty命令配置串口 `stty`是一个用于更改和打印终端行设置的命令,非常适用于串口配置

    通过`stty`,可以设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数

    例如: 设置波特率为115200,8数据位,无校验,1停止位 stty -F /dev/ttyS0 115200 cs8 -cstopb -parenb 2.3 使用minicom或screen进行串口通信测试 `minicom`和`screen`是两款流行的串口终端仿真程序,它们提供了友好的界面,便于用户通过命令行进行串口通信测试

    安装并配置好相应的串口参数后,即可通过这些工具发送和接收数据

     使用minicom sudo minicom -s 在串口配置菜单中选择正确的串口和设备参数 使用screen screen /dev/ttyS0 115200 连接后可直接输入和查看数据 三、Linux下的串口编程实践 3.1 使用POSIX API进行串口编程 POSIX(Portable Operating System Interface)标准定义了一套统一的API,用于在Unix-like系统中进行串口编程

    这包括打开串口设备文件、配置串口参数、读写数据等操作

     include include include include include include include int main() { intserial_port =open(/dev/ttyS0,O_RDWR); if(serial_port < { perror(Unable to open /dev/ttyS0 - ); return 1; } struct termios tty; if(tcgetattr(serial_port, &tty) != 0) { perror(Error from tcgetattr); return 1; } // 设置波特率 cfsetospeed(&tty, B115200); cfsetispeed(&tty, B115200); // 设置数据位、停止位、无校验 tty.c_cflag &= ~PARENB; // 无校验位 tty.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1位停止位 tty.c_cflag &= ~C