Linux下串口的使用

一般我们使用串口有两种方式，一是自己编写驱动程序通过操作寄存器的方式，然后编译进Linux中供应用层调用，二是直接使用Linux提供的设备系统来进行编程，绝大多数的人都采取第二种方式，，他是基于TTY的驱动程序框架来进行编程

串口对应的API

在Linux系统中，操作设备的统一接口就是：open/ioctl/read/write。
对于UART，又在ioctl之上封装了很多函数，主要是用来设置行规程。
所以对于UART，编程的套路就是：
open
设置行规程，比如波特率、数据位、停止位、检验位、RAW模式、一有数据就返回
read/write

1.引脚号的设置

比如我们要设置第30号的gpio引脚，可以使用下面几条语句来配置gpio的引脚模式和方向

echo 30 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio30/direction//输出方向
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio30/value//设置为低电平

2.打开串口

这里我们需要注意的是打开串口的设备文件在/dev/ttyySACX,X值得是你得串口，比如你想使用串口一那么就打开/dev/ttyySAC1，然后对他进行读写得操作。

/**
	功能：打开串口函数
	参数fd：文件描述符
	参数port：串口路径
	返回值：成功 串口文件描述符
			失败 -1
*/
int uart_open(int *fd, char* port)
{
	*fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
	if (-1 == *fd)
	{
		perror("Can't Open Serial Port");
		return -1;
	}

	/*将串口恢复成阻塞,打开的时候是非阻塞的*/
/*	if(fcntl(*fd, F_SETFL, 0) < 0)
	{
		printf("fcntl failed!\n");
		return -1;
	}
 */
	/*测试是否为终端设备*/
	if(0 == isatty(STDIN_FILENO))
	{
		printf("standard input is not a terminal device\n");
		return -1;
	}

	return *fd;
}

3.串口的设置

/**
	功能：串口常规配置接口uart
	参数fd：串口文件描述符
	参数speed：串口波特率{115200,  19200,  9600,  4800,  2400,  1200,  300};
	参数flow_ctrl：流控 0：不启用流控  1：硬件流控  2：软件流控
	参数databits：串口传输数据位 5,6,7,8
	参数stopbits：串口传输数据停止位 1：一位停止位  2：两位停止位
	参数parity：串口传输数据校验位  n：不使用奇偶校验   o：奇校验   e：偶校验
	返回值：成功 0
			失败 -1
*/
int uart_set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity)
{

	int   i = 0;
	int   speed_arr[] = { B38400, B115200, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300};
	int   name_arr[] = { 38400, 115200, 19200,	9600,  4800,  2400,  1200,	300};

	struct termios options;
	memset(&options, 0, sizeof(options));

	/*保留旧的串口配置，在原有的基础上更新配置*/
	if(tcgetattr( fd,&options) != 0)
	{
		perror("SetupSerial 1");
		return -1;
	}

	/*关闭不必要的配置，配置成原始模式，关闭软件流控*/
	options.c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | INLCR | ICRNL| IUCLC | INPCK | ISTRIP | IXON | IXANY | IXOFF);
	options.c_iflag &= ~(ICRNL | IXON);//接收\r\n
	options.c_oflag &= ~(OPOST | OLCUC | ONLCR | OCRNL);
	options.c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB | HUPCL);
	options.c_lflag &= ~(ECHO | ICANON | IEXTEN | ISIG | ECHOE | ECHOK | ECHOCTL | ECHOKE|ISIG);
    options.c_cc[VTIME] = 0;
    options.c_cc[VMIN] = 1;
	options.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

	/*波特率*/
 	for (i= 0;  i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int);  i++)
	{
		if  (speed == name_arr[i])
		{
			cfsetispeed(&options, speed_arr[i]);
			cfsetospeed(&options, speed_arr[i]);
		}
	}

	/*流控*/
    switch(flow_ctrl)
    {
		case 0 :
              options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
              break;

		case 1 :
              options.c_cflag |= CRTSCTS;
              break;
		case 2 :
              options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY;
              break;
    }

	/*数据位*/
    switch (databits)
    {
		case 5:
                 options.c_cflag |= CS5;
                 break;
		case 6:
                 options.c_cflag |= CS6;
                 break;
		case 7:
				options.c_cflag &= ~CSIZE;
                 options.c_cflag |= CS7;
                 break;
		case 8:
				options.c_cflag &= ~CSIZE;
                 options.c_cflag |= CS8;
                 break;
		default:
                 fprintf(stderr,"Unsupported data size\n");
                 return -1;
    }

	/*停止位*/
	switch (stopbits)
    {
		case 1:
                	options.c_cflag &= ~CSTOPB; break;
		case 2:
					options.c_cflag |= CSTOPB; break;
		default:
					fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n");
					return -1;
    }

	/*校验位*/
    switch (parity)
    {
		case 'n':
		case 'N':
                 options.c_cflag &= ~PARENB;
                 options.c_iflag &= ~INPCK;
                 break;
		case 'o':
		case 'O':
                 options.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
                 options.c_iflag |= INPCK;
                 break;
		case 'e':
		case 'E':
                 options.c_cflag |= PARENB;
                 options.c_cflag &= ~PARODD;
                 options.c_iflag |= INPCK;
                 break;
        default:
                 fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");
                 return -1;
    }

	/*刷新串口输入输出缓冲区*/
    tcflush(fd,TCIOFLUSH);

	/*配置新的串口*/
    if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
	{
		perror("com set error!\n");
		return -1;
	}

    return 0;
}

4.向串口发送一个字符

/**
	功能：向串口发送一个字符
	参数ch：待发送的字符
	返回值：成功写入返回 0x00
			失败写入返回 0x01
*/
unsigned char uart_putchar(unsigned char ch)
{
	unsigned char  status = 0;

   	status = write(uart_fd, &ch, 1);
	if(status > 0)
		return UART_PUT_SUCCESS;
	else
		return UART_PUT_FAIL;
}

5.向串口接收一个字符

/**
	功能：向串口接收一个字符
	参数ch：待接收的字符
	参数wait_usec：等待n微秒
	返回值：成功读入返回 0x02
			失败读入返回 0x03
*/
unsigned char uart_getchar(unsigned char *ch, unsigned int wait_usec)
{
	struct timeval tv;
	fd_set set;

 	FD_ZERO(&set);
	FD_SET(uart_fd, &set);
	memset(&tv, 0, sizeof(tv));
	tv.tv_sec = 0;
	tv.tv_usec = wait_usec;

 	if(select(uart_fd+1, &set, NULL, NULL, &tv)>0)
	{
 		if(FD_ISSET(uart_fd, &set))
		{
			read(uart_fd, ch, 1);
			return UART_GET_SUCCESS;
		}
	}

	return UART_GET_FAIL;
}

6.关闭串口

/**
	功能：关闭串口
	参数：无
	返回值：无
*/
void uart_close(void)
{
	printf("doing close !\n");
	close(uart_fd);
}