Linux串口編程詳解

一、使用串口進行數據通信

串口是計算機與外部設備進行通信的一種常見方式，在很多嵌入式系統和嵌入式設備上也廣泛應用。在Linux系統中，可以使用串口進行數據通信，具體流程如下：

1、打開串口：首先需要使用Linux的系統調用函數打開串口設備文件，並以讀寫方式打開：

#include<fcntl.h>
#include<termios.h>

int fd;
struct termios options; 

fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1) {
   // 打開失敗的處理邏輯。。。
}

// 配置串口
tcgetattr(fd, &options);
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);

options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
options.c_oflag &= ~OPOST;

tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

2、配置串口屬性：配置需要與外部設備進行通信的串口屬性，例如波特率、數據位、停止位等：

struct termios options; 

tcgetattr(fd, &options);
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);

options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
options.c_oflag &= ~OPOST;

tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);

3、讀寫數據：使用系統調用函數對串口進行讀寫操作，例如read()和write()：

char buf[100];
int len = read(fd, buf, 100);
if (len > 0) {
   // 處理讀到的數據
}

char data[] = "Hello world!";
write(fd, data, strlen(data));

二、串口數據收發原理

串口數據是以二進位流的形式傳輸的，因此需要在發送和接收數據時對數據進行編碼和解碼。在串口通信中常用的編解碼方式有 ASCII 碼、BCD 碼、二進位數等。

對於串口的發送和接收，主要有以下的處理邏輯：

1、發送數據：主機將數據轉換為二進位碼，通過串口進行傳輸。接收端將二進位碼進行解碼，還原為原來的數據。

2、接收數據：接收端將從串口中接收到的二進位碼進行解碼，還原為原來的數據。主機再將數據轉換為二進位碼進行發送。

三、串口編程實例

下面是一個簡單的串口編程實例，用於在Linux系統中使用串口進行數據通信：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<errno.h>
#include<termios.h>

int main(void)
{
    int fd_serial, n_usec;
    char buffer[256];
    char *device_name = "/dev/ttyS0";
    speed_t baudrate = B9600;

    fd_serial = open(device_name, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if(fd_serial  0)
        {
            buffer[n] = 0; // 將讀到的數據以字元串形式進行處理
            printf("Received data: %s\n", buffer); 
        }

        n_usec = 10000; // 等待10毫秒
        usleep(n_usec);
    }

    close(fd_serial);
    return 0;
}

四、小結

本文詳細介紹了Linux下的串口編程方法，包括串口的基本使用、數據收發原理以及一個簡單的串口編程實例。讀者可以通過本文的介紹，深入了解串口通信以及在Linux系統中的應用。