Linux下應(yīng)用層操作UART的四種方式

第第頁(yè)Linux下應(yīng)用層操作UART的四種方式：亞洲（程序員）盟主

串口文件

在（linux）中，針對(duì)所有的周邊設(shè)備都提供了設(shè)備文件供用戶訪問(wèn)，所以如果要訪問(wèn)串口，只要打開(kāi)相關(guān)的設(shè)備文件即可。

在LInux下串口文件是位于/dev下的

COM1串口一為/dev/ttyS0

COM2串口2為/dev/ttyS1

或者

COM1串口一為/dev/tty（USB）0

COM2串口2為/dev/ttyUSB1

命令查詢串口：

~$ls/dev/ttyS*/dev/ttyS0/dev/ttyS12/dev/ttyS16/dev/ttyS2/dev/ttyS23/dev/ttyS27/dev/ttyS30/dev/ttyS6/dev/ttyS1/dev/ttyS13/dev/ttyS17/dev/ttyS20/dev/ttyS24/dev/ttyS28/dev/ttyS31/dev/ttyS7/dev/ttyS10/dev/ttyS14/dev/ttyS18/dev/ttyS21/dev/ttyS25/dev/ttyS29/dev/ttyS4/dev/ttyS8/dev/ttyS11/dev/ttyS15/dev/ttyS19/dev/ttyS22/dev/ttyS26/dev/ttyS3/dev/ttyS5/dev/ttyS9

方法1：輪詢

1.打開(kāi)串口

fd=open(port,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);if(fd==-1){perror("open_port:Unabletoopenserialport");return-1;}

2.配置串口

tcgetattr(fd,cfsetispeed(cfsetospeed(options.c_cflag|=(CLOCAL|CRE（AD）);options.c_cflagoptions.c_cflagoptions.c_cflagoptions.c_cflag|=CS8;options.c_cflagtcsetattr(fd,TCSANOW,

其中，tcgetattr和tcsetattr函數(shù)用于獲取和設(shè)置串口參數(shù)。cfsetispeed和cfsetospeed函數(shù)用于設(shè)置串口的輸入和輸出波特率，這里設(shè)置為115200。options.c_cflag表示控制標(biāo)志位，用于配置串口控制參數(shù)，具體含義如下：

CLOCAL：忽略調(diào)制解調(diào)器的狀態(tài)線，只允許本地使用串口。

CREAD：允許從串口讀取數(shù)據(jù)。

PARENB：?jiǎn)⒂闷媾夹ｒ?yàn)。//返回接收個(gè)數(shù)wri（te）(fd,buf,strlen(buf));//返回發(fā)送長(zhǎng)度,負(fù)值表示發(fā)送失敗

4.關(guān)閉串口

close(fd);

完整示例

intopen_p（or）t(constchar*port){intfd;structterm（ios）options;//打開(kāi)串口設(shè)備fd=open(port,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);if(fd==-1){perror("open_port:Unabletoopenserialport");return-1;}//配置串口參數(shù)tcgetattr(fd,cfsetispeed(cfsetospeed(options.c_cflag|=(CLOCAL|CREAD);options.c_cflagoptions.c_cflagoptions.c_cflagoptions.c_cflag|=CS8;options.c_cflagtcsetattr(fd,TCSANOW,returnfd;}intmain(){intfd;charbuf[255];intn;//打開(kāi)串口設(shè)備fd=open_port("/dev/ttyUSB0");if(fd==-1){printf("openerr");exit(1);}while(1){//讀取串口數(shù)據(jù)n=read(fd,buf,sizeof(buf));if(n>0){printf("Received:%.*s",n,buf);}//發(fā)送串口數(shù)據(jù)strcpy(buf,"Hello,world!");n=write(fd,buf,strlen(buf));if(n

方法2：中斷讀取示例

上面給出的串口示例是使用輪詢的方式讀取串口數(shù)據(jù)，這種方式在某些場(chǎng)景下可能會(huì)占用大量（CPU）資源。實(shí)際上，對(duì)于Linux系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還可以使用中斷方式接收串口數(shù)據(jù)，這樣可以大大減少CPU的占用率，并且能夠更快地響應(yīng)串口數(shù)據(jù)。

要使用中斷方式接收串口數(shù)據(jù)，可以使用select函數(shù)來(lái)監(jiān)聽(tīng)串口文件描述符的可讀事件。當(dāng)串口數(shù)據(jù)可讀時(shí)，select函數(shù)將返回，并且可以調(diào)用read函數(shù)來(lái)讀取串口數(shù)據(jù)。這種方式可以避免輪詢操作，只有在串口數(shù)據(jù)可讀時(shí)才會(huì)執(zhí)行讀取操作，因此能夠減少CPU的占用率。

以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的使用中斷方式接收串口數(shù)據(jù)的示例程序：

#include#include#include#include#include#includeintmain(){intfd;structtermiosoptions;fd_set（rf）ds;//打開(kāi)串口設(shè)備fd=open("/dev/ttyUSB0",O_RDWR|O_NOCTTY);if(fd0){printf("Receiveddata:%.*s",n,buf);}}//關(guān)閉串口設(shè)備close(fd);return0;}

需要注意的是，在使用中斷方式接收串口數(shù)據(jù)時(shí)，需要對(duì)串口文件描述符設(shè)置為非阻塞模式，以便在select函數(shù)返回時(shí)立即讀取串口數(shù)據(jù)?？梢允褂胒cntl函數(shù)來(lái)設(shè)置文件描述符的標(biāo)志位，如下所示：

//設(shè)置串口文件描述符為非阻塞模式intflags=fcntl(fd,F_GE（TF）L,0);fcntl(fd,F_SETFL,flags|O_NONBLOCK);

方法3：（信號(hào)）的方式接收數(shù)據(jù)

#include#include#include#include#include#includeintfd;voidsigio_handler(intsig){charbuf[256];intn=read(fd,buf,sizeof(buf));if(n>0){printf("Receiveddata:%.*s",n,buf);}}intmain(){structtermiosoptions;structsig（ac）tionsa;//打開(kāi)串口設(shè)備fd=open("/dev/ttyS0",O_RDWR|O_NOCTTY);if(fd

上述代碼中，使用了fcntl函數(shù)將串口文件描述符設(shè)置為異步通知模式，并使用SIGIO信號(hào)來(lái)通知程序串口數(shù)據(jù)已經(jīng)可讀。當(dāng)程序接收到SIGIO信號(hào)時(shí)，會(huì)調(diào)用sigio_handler函數(shù)來(lái)讀取并處理串口數(shù)據(jù)。

在這段代碼中，sigemptyset(的作用是將信號(hào)處理函數(shù)在執(zhí)行時(shí)要屏蔽的信號(hào)集合清空，即將其設(shè)置為空集。

每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)信號(hào)屏蔽字，它表示了當(dāng)前被阻塞的信號(hào)集合。當(dāng)一個(gè)信號(hào)被阻塞時(shí)，它將被加入到信號(hào)屏蔽字中，而當(dāng)信號(hào)被解除阻塞時(shí)，它將被從信號(hào)屏蔽字中移除。如果信號(hào)處理函數(shù)在執(zhí)行時(shí)需要屏蔽其他的信號(hào)，則可以使用sigaddset等函數(shù)將需要屏蔽的信號(hào)添加到信號(hào)屏蔽字中。但是，在本例中，我們需要處理的信號(hào)是SIGIO，它通常不需要被屏蔽，因此我們使用sigemptyset函數(shù)將信號(hào)屏蔽字清空，以確保在處理SIGIO信號(hào)時(shí)不會(huì)屏蔽任何其他信號(hào)。

在Linux系統(tǒng)中，使用sigaction函數(shù)注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)時(shí)，可以設(shè)置一些標(biāo)志來(lái)指定信號(hào)處理的行為。例如，可以使用SA_RESTART標(biāo)志來(lái)指定當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用被信號(hào)中斷時(shí)自動(dòng)重啟該系統(tǒng)調(diào)用。在本例中，由于我們并不需要設(shè)置任何標(biāo)志，因此將sa.sa_flags字段設(shè)置為0即可。這表示信號(hào)處理函數(shù)不需要任何特殊的行為，只需要按照默認(rèn)的方式處理信號(hào)即可。

方法4：使用線程接收串口數(shù)據(jù)：

#include#include#include#include#include#includevoid*read_thread(void*arg){intfd=*(int*)arg;charbuf[256];intn;while(1){//讀取串口數(shù)據(jù)n=read(fd,buf,sizeof(buf));if(n>0){printf("Receiveddata:%.*s",n,buf);}}