尤其是在嵌入式系统、工业自动化、物联网(IoT)等领域,串口通信以其简单、稳定、低成本的特点,成为连接各种设备的重要桥梁
而在Linux操作系统中,串口通信更是凭借其强大的灵活性和可配置性,成为开发者们不可或缺的工具
本文将深入探讨Linux下的串口通信,从基础概念到实战应用,为您揭示其高效数据传输的奥秘
一、串口通信基础 1. 串口通信原理 串口通信,即串行通信,是指数据按位顺序传输的一种通信方式
与之相对的是并行通信,后者能同时传输多个数据位
串口通信通过一根传输线(或一对差分线)逐位发送和接收数据,虽然速度相对较慢,但因其对硬件要求低、传输距离远、抗干扰能力强等特点,在特定场景下具有独特优势
2. RS-232/RS-485标准 提到串口通信,不得不提RS-232和RS-485这两种最常见的电气标准
RS-232主要用于近距离(通常不超过15米)的设备间通信,采用负逻辑电平(-3V至-15V表示逻辑“1”,+3V至+15V表示逻辑“0”)进行数据传输
而RS-485则是一种差分传输标准,支持更长的传输距离(可达1200米)和多节点(最多32个)的通信,广泛应用于工业现场总线系统中
二、Linux下的串口编程 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,通常位于`/dev`目录下,如`/dev/ttyS0`、`/dev/ttyUSB0`等
这些文件代表了系统中的串口资源,通过标准的文件操作接口(如open、read、write、close等)即可实现对串口的访问和控制
2. 配置串口参数 在进行串口通信之前,必须根据通信双方约定的协议配置串口参数,包括波特率(Baud Rate)、数据位(Data Bits)、停止位(Stop Bits)、校验位(Parity)等
Linux提供了termios库函数来实现这些配置
例如,使用`cfsetispeed`和`cfsetospeed`设置输入和输出的波特率,使用`cfmakeraw`将termios结构体设置为原始模式(无特殊处理,如回车转换为换行),以及直接修改termios结构体中的字段来设置其他参数
3. 数据读写 一旦串口配置完成,就可以通过`read`和`write`函数进行数据的读写操作
需要注意的是,由于串口通信的异步性和可能的阻塞问题,实际应用中常采用非阻塞模式或设置超时来控制数据读写过程
此外,为了处理数据包的
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