C/C++实现USB串口数据通讯方法与实践

资源摘要信息:"C/C++语言实现串口（USB）的数据收发" 在现代信息技术领域，串口通信仍然是设备与设备之间交换数据的一种重要方式。随着USB技术的普及，串口通信也逐渐以USB接口的形式存在于各种计算和嵌入式设备之中。在众多编程语言中，C/C++由于其高效性和接近硬件的特性，常常被用来进行串口数据的收发操作。本资源将会详细探讨如何利用C/C++语言实现串口（USB）的数据收发，并提供相应的知识和代码示例。 在C/C++中实现串口（USB）数据收发，需要对操作系统底层接口有一定的了解，同时熟悉C/C++的I/O操作。在Windows系统中，我们通常会使用Win32 API来操作串口，而在类Unix系统中，则会使用termios结构体来配置串口属性和读写数据。 首先，需要了解串口的基本概念，包括波特率、数据位、停止位和校验位等参数，这些都是配置串口通信时必须明确的参数。其次，要熟悉操作系统提供的串口API或库函数，例如Windows中的CreateFile, ReadFile, WriteFile等函数，以及类Unix系统中的open, read, write, tcsetattr等系统调用。 在实现数据收发的过程中，还需要考虑线程安全的问题，因为读写操作可能发生在不同的线程中，需要确保数据的一致性和操作的原子性。此外，错误处理和异常情况的处理也是不可或缺的一部分，例如设备无法打开、读写超时、数据格式错误等情况都应该被妥善处理。 具体的编程实现中，可能会用到的数据结构和函数包括但不限于： 1. termios：在类Unix系统中用于获取和设置终端的I/O属性，包括串口通信的各种参数设置。 2. open：打开一个串口设备文件进行读写操作。 3. read/write：进行串口数据的读取和发送。 4. tcsetattr：设置串口设备的终端属性，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。 5. tcflush：清除输入缓冲区和输出缓冲区中的数据。 6. tcdrain：等待直到所有输出数据被传输。 7. tcflow：控制流控制。 8. select/poll/epoll：在多路复用的场景中，用于监控串口文件描述符的状态变化。 代码示例： ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <termios.h> int main() { int serial_port = open("/dev/ttyUSB0", O_RDWR); if (serial_port < 0) { printf("Error %i from open: %s\n", errno, strerror(errno)); return 1; } // 串口属性设置 struct termios tty; memset(&tty, 0, sizeof(tty)); if (tcgetattr(serial_port, &tty) != 0) { printf("Error %i from tcgetattr: %s\n", errno, strerror(errno)); return 1; } // 配置串口波特率等参数 cfsetospeed(&tty, B9600); cfsetispeed(&tty, B9600); tty.c_cflag &= ~PARENB; // 清除校验位 tty.c_cflag &= ~CSTOPB; // 清除停止位 tty.c_cflag &= ~CSIZE; // 清除现有数据位 tty.c_cflag |= CS8; // 设置数据位为8位 tty.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 禁用RTS/CTS流控制 tty.c_cflag |= CREAD | CLOCAL; // 打开接收器，忽略modem控制线 // 应用配置 if (tcsetattr(serial_port, TCSANOW, &tty) != 0) { printf("Error %i from tcsetattr: %s\n", errno, strerror(errno)); return 1; } // 写入数据到串口 char msg[] = "Hello, Serial Port!"; write(serial_port, msg, sizeof(msg)); // 从串口读取数据 char read_buf [256]; memset(&read_buf, '\0', sizeof(read_buf)); int num_bytes = read(serial_port, &read_buf, sizeof(read_buf)); if (num_bytes < 0) { printf("Error reading: %s", strerror(errno)); return 1; } printf("Read %i bytes. Received message: %s", num_bytes, read_buf); close(serial_port); return 0; } ``` 以上代码展示了如何在Linux环境下通过C语言打开串口设备文件，配置串口属性，发送消息，以及读取从串口接收到的数据。需要注意的是，代码中涉及到的串口设备文件`/dev/ttyUSB0`需要根据实际设备进行修改。 关于给定文件的其他信息，如"博客地址"和"标签"并未提供实际的技术内容，故不再赘述。压缩包子文件的文件名称列表中的`com.shenyaocn.android.EasyTCP.apk`表明可能是一个与串口通信有关的Android应用程序的压缩包，`ReadMe.txt`可能包含该程序的使用说明或者安装指南，而`USB_RxTxData`则暗示了可能是关于串口收发数据的源代码或者相关文档。这些资源的具体内容和使用方法需要根据文件的实际内容来确定。 总的来说，使用C/C++实现串口（USB）数据收发是一个复杂的过程，它不仅需要对串口通信有深入的理解，而且需要掌握操作系统提供的相关API以及C/C++编程技能。通过上述知识的掌握，可以开发出稳定可靠的串口通信程序。