Linux串口编程：面向位的同步协议(HDLC)详解

"这篇文档详细介绍了面向bit的同步协议，特别是ISO的HDLC协议，并结合Linux串口编程进行了讨论。HDLC协议定义了帧的结构，包括标志场（F场）、地址场（A场）、控制场（C场）、信息场（I场）和帧校验场（FC场）。Linux串口编程涉及到串行I/O的基本概念，如串行通信的分类（单工、半双工、全双工）和同步方式（同步、异步），以及串行通信物理接口的任务，如数据格式化、串并转换、波特率控制、错误检测和电平转换。" 在面向bit的同步协议中，ISO的高级数据链路控制（HDLC）是一种广泛应用的通信协议。它主要用于数据网络中的点对点通信，以确保数据的正确传输。HDLC协议的关键在于其帧结构，这有助于识别帧的开始和结束，防止数据混淆。具体来说： 1. **标志场（F场）**：标志场由特定的8位序列01111110表示，用于标记帧的开始和结束，确保数据的完整性。 2. **地址场（A场）**：地址场指定帧的接收方，其长度可以是8的整倍位。每个地址字节的第1位用来指示是否还有后续地址字节，如果为0，则表示还有更多地址，为1则表示最后一个地址字节。 3. **控制场（C场）**：控制场指示信息场的类型，可以是8位或16位，其中第1字节的第1位为0表示还有第二个字节。 4. **信息场（I场）**：信息场包含实际要传输的数据，长度可变。 5. **帧校验场（FC场）**：16位的循环冗余校验码（CRC）用于检测传输过程中可能发生的错误。除了F场和自动插入的"0"位，所有其他位都参与CRC计算，以确保数据的准确性。 转向Linux串口编程，这是在嵌入式系统中进行通信的重要组成部分。Linux提供了丰富的API和工具来操作串行端口。串行I/O涉及的基本概念包括： - **串行通讯**：数据逐位按顺序传送，通常使用较少的线路，成本较低，但传输速度较慢。 - **通信方向**：串行通信可分为单工（单向）、半双工（双向但非同时）和全双工（双向同时）。 - **同步与异步**：同步通信按照固定的时间间隔传输数据，而异步通信则允许数据在不固定的时间间隔内发送，通常通过起始和停止位来定位数据。 串行通信物理接口的主要功能包括： - **数据格式化**：将并行数据转换为符合特定通信方式的串行格式。 - **串并转换**：在发送时将串行数据转为并行，接收时反之。 - **波特率控制**：调整数据传输速率。 - **错误检测**：通过奇偶校验或其他校验码确保数据的准确传输。 - **电平转换**：将TTL电平转换为EIA电平，以适应不同的硬件接口标准。 - **信号线提供**：根据需要提供EIA-RS-232C标准所需的信号线，以连接MODEM或终端。 串行接口电路通常由可编程串行接口芯片（如USAR和UART）、波特率发生器、电平转换器和地址译码电路构建，它们协同工作以实现串行通信。在Linux系统中，开发者可以利用`/dev/ttyS*`设备节点和`termios`结构体来配置串口参数并进行读写操作。