linux 串口操作详解

termios 结构是在POSIX规范中定义的标准接口，它类似于系统V中的termio接口，通过设置termios类型的数据结构中的值和使用一小组函数调用，你就可以对终端接口进行控制。

响终端的值按照不同的模式被分为如下几组：

1.输入模式

2.输出模式

3.控制模式

4.本地模式

5.特殊控制模式

struct termios

{

           tcflag_t c_iflag;

           tcflag_t c_oflag;

           tcflag_t c_cflag;  //最重要，可设置波特率、数据位、校验位、停止位

           tcflag_t c_lflag;

           cc_t           c_cc[NCCS];

};


#include <termios.h>

//获取终端对应的termios结构：

int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);

//重新配置中断接口：

int tcsetattr(int fd , int actions , const struct termios *termios_h); 


参数actions控制修改方式，共有三种修改方式，如下所示。

1.TCSANOW：立刻对值进行修改

2.TCSADRAIN：等当前的输出完成后再对值进行修改。

3.TCSAFLUSH：等当前的输出完成之后，再对值进行修改，但丢弃还未从read调用返回的当前的可用的任何输入。

一 输入模式

输入模式控制输入数据在传递给程序之前的处理方式。你通过设置termios结构中的c_iflag成员的标志对它们进行控制。所有的标志都被定义为

宏，并可通过按位或的方式结合起来。

可用于c_iflag成员的宏如下所示：

BRKINT                  当在输入行中检测到一个终止状态时，产生一个中断。

TGNBRK                忽略输入行中的终止状态。

TCRNL                   将接受到的回车符转换为新行符，CR转NL

TGNCR                  忽略接受到的新行符，忽略CR

INLCR                    将接受到的新行符转换为回车符。NL转CR

IGNPAR                 忽略奇偶校检错误的字符。

INPCK                    对接收到的字符执行奇偶校检。

PARMRK                对奇偶校检错误作出标记。

ISTRIP                    将所有接收的字符裁减为7比特。

IXOFF                      对输入启用软件流控。

IXON                       对输出启用软件流控。

IUCLC                    将输入的大写转换成小写

如果BRKINT和TGNBRK标志都未被设置，则输入行中的终止状态就被读取为NULL（0X00）字符。

三.输出模式

输出模式控制输出字符的处理方式,即由程序发出的字符在传递到串行口或屏幕之前如何处理.通过设置c_oflag成员的标识对输出模式进行控制.

OPSOT:打开输出处理功能

ONLCR:将输出中的换行符转换为回车符

OCRNL:将回车符转换为换行符

ONOCR:第０行不输出回车符

ONLRET:不输出回车符

NLDLY:换行符延时选择

CRDLY:回车符延时

TABDLY:制表符延时

...

输出模式用得也不多
四.控制模式

控制模式控制终端的硬件特性,通过c_cflag成员标识配置.

CCTS_OFLOW            输出的CTS流控制

CRTS_IFLOW              输入的RTS流控制

CIGNORE                     忽略控制标志

CLOCAL                        忽略所有调制解调器的状态行

CREAD                          启用字符接收器

CSIZE                            字符大小屏蔽

CS5/6/7/8                       发送或接收字符时使用５/６/７/８比特

CSTOPB                        每个字符使用两停止位，否则1位

PARODD                       只使用奇检验而不用偶校验

PARENB                        启用奇偶校验码

HUPCL                          关闭时断开

MDMBUF                       经载波的流控输出

一般也不用这种方式,通常直接修改终端配置文件来修改硬件特性要容易一些

五.本地模式

通过c_lflag成员控制终端的某些特性

ECHO:启用输入字符的本地回显功能

ECHONL:回显换行符

ICANON:启用标准输入处理

ISIG:启用信号

...
串口配置流程：

//0、打开串口

//O_NOCTTY:通知linux系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端.

//O_NDELAY:通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止).

fd = open("/dev/ttyS0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

//然后恢复串口的状态为阻塞状态，用于等待串口数据的读入，用fcntl函数:

 fcntl(fd,F_SETFL,0);  //F_SETFL：设置文件flag为0，即默认，即阻塞状态

//接着测试打开的文件描述符是否应用一个终端设备，以进一步确认串口是否正确打开.

  isatty(STDIN_FILENO);

//1、保存原先串口配置

 struct termios newtio,oldtio;

 tcgetattr(fd,&oldtio);

//2、激活选项中的CLOCAL和CREAD，用于本地连接和接收使用

newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD;

//3、设置波特率

cfsetispeed(&newtio,B115200);

cfsetospeed(&newtio,B115200); 

//4、设置数据位

newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

newtio.c_cflag |= CS8;

//5、设置奇偶校验

//设置奇校验:

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag |= PARODD;

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

//设置偶校验:

newtio.c_iflag |= (INPCK｜ISTRIP);

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag |= ~PARODD;

//6、设置停止位

//若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB

newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;  //1位停止

//7、设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特殊要求，可设为0

newtio.c_cc[VTIME] = 0;

newtio.c_cc[VMIN]  = 0;

//8、处理要写入的引用对象

//tcflush函数刷清(抛弃)输入缓存(终端驱动程序已接收到，但用户程序尚未读)或输出缓存(用户程序已经写，但尚未发送).

//int tcflush(int filedes,int quene)

 //quene数应当是下列三个常数之一:

 //   *TCIFLUSH  刷清输入队列

 //   *TCOFLUSH  刷清输出队列

 //   *TCIOFLUSH 刷清输入、输出队列

tcflush(fd,TCIFLUSH);

//9、激活配置 int tcsetattr(int filedes,int opt,const struct termios *termptr);

//opt指定在什么时候新的终端属性起作用

// *TCSANOW:更改立即发生

//  *TCSADRAIN:发送了所有输出后更改才发生。若更改输出参数则应使用此选项

//  *TCSAFLUSH:发送了所有输出后更改才发生。更进一步，在更改发生时未读的所有输入数据都被删除(刷清).

tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);


ps：
VMIN定义了要读取的最小字节数，read()只有在读取了VMIN个字节数据或收到一个信号才会返回
如果VTIME和VMIN都取0，即使读取不到任何数据，函数read也会立即返回。同时，返回值0表示read函数不需要等待文件结束标志就返回了。

完整版：
#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <errno.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>

#include <termios.h>

#include <stdlib.h>

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)

{

    struct termios newtio,oldtio;

    if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) 

    { 

        perror("SetupSerial 1");

        return -1;

    }

    bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );

    newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD; 

    newtio.c_cflag &= ~CSIZE; 

    switch( nBits )

    {

    case 7:

        newtio.c_cflag |= CS7;

        break;

    case 8:

        newtio.c_cflag |= CS8;

        break;

    }

    switch( nEvent )

    {

    case 'O':                     //奇校验

        newtio.c_cflag |= PARENB;

        newtio.c_cflag |= PARODD;

        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

        break;

    case 'E':                     //偶校验

        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

        newtio.c_cflag |= PARENB;

        newtio.c_cflag &= ~PARODD;

        break;

    case 'N':                    //无校验

        newtio.c_cflag &= ~PARENB;

        break;

    }

switch( nSpeed )

    {

    case 2400:

        cfsetispeed(&newtio, B2400);

        cfsetospeed(&newtio, B2400);

        break;

    case 4800:

        cfsetispeed(&newtio, B4800);

        cfsetospeed(&newtio, B4800);

        break;

    case 9600:

        cfsetispeed(&newtio, B9600);

        cfsetospeed(&newtio, B9600);

        break;

    case 115200:

        cfsetispeed(&newtio, B115200);

        cfsetospeed(&newtio, B115200);

        break;

    default:

        cfsetispeed(&newtio, B9600);

        cfsetospeed(&newtio, B9600);

        break;

    }

    if( nStop == 1 )

    {

        newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;

    }

    else if ( nStop == 2 )

    {

        newtio.c_cflag |=  CSTOPB;

    }

    newtio.c_cc[VTIME]  = 0;

    newtio.c_cc[VMIN] = 0;

    tcflush(fd,TCIFLUSH);

    if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)

    {

        perror("com set error");

        return -1;

    }

    printf("set done!\n");

    return 0;

}

int open_port(int fd,int comport)

{

    char *dev[]={"/dev/ttyS0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"};

    long  vdisable;

    if (comport==1)

    {    fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);

        if (-1 == fd)

        {

            perror("Can't Open Serial Port");

            return(-1);

        }

        else 

        {

            printf("open ttyS0 .....\n");

        }

    }

    else if(comport==2)

    {    fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);

        if (-1 == fd)

        {

            perror("Can't Open Serial Port");

            return(-1);

        }

        else 

        {

            printf("open ttyS1 .....\n");

        }    

    }

    else if (comport==3)

    {

        fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);

        if (-1 == fd)

        {

            perror("Can't Open Serial Port");

            return(-1);

        }

        else 

        {

            printf("open ttyS2 .....\n");

        }

    }

    if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0)

    {

        printf("fcntl failed!\n");

    }

    else

    {

        printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));

    }

    if(isatty(STDIN_FILENO)==0)

    {

        printf("standard input is not a terminal device\n");

    }

    else

    {

        printf("isatty success!\n");

    }

    printf("fd-open=%d\n",fd);

    return fd;

}

int main(void)

{

    int fd;

    int nread,i;

    char buff[]="Hello\n";

    if((fd=open_port(fd,1))<0)

    {

        perror("open_port error");

        return;

    }

    if((i=set_opt(fd,115200,8,'N',1))<0)

    {

        perror("set_opt error");

        return;

    }

    printf("fd=%d\n",fd);

    nread=read(fd,buff,8);

    printf("nread=%d,%s\n",nread,buff);

    close(fd);

    return;

}