Linux串口异步通信方式详解：帧结构与功能控制

本文档深入探讨了异步通信方式在Linux串口编程中的应用，特别是针对嵌入式系统环境。异步通信方式以其特点——逐位按顺序传输数据，每字符包含起始位、数据位、校验位和停止位，被广泛用于成本较低但速度较慢的长距离通信中。在Linux环境中，串口编程涉及到以下几个关键知识点： 1. **串行I/O基本概念**：串行通讯是一种数据传输方式，数据按位顺序逐个传输，通过单一传输线即可完成，适用于成本节省但效率较低的应用场景。 2. **通信分类**：串行通信根据传输方向分为单工、半双工和全双工模式。单工只能单向通信，半双工允许双向但不能同时，全双工则支持双向通信同时进行。 3. **同步与异步通信**：异步通信不需要严格的定时，每个字符都有起始和停止位作为帧定界，适合于不稳定或长距离通信。异步通信方式下，接口电路会自动格式化数据，如生成起止式帧结构。 4. **串口物理接口任务**： - 数据格式化：将并行数据转换为异步通信所需的串行格式。 - 串并转换：将计算机的并行数据转换为串行数据以便发送。 - 波特率控制：接口电路能调整数据传输速率，即波特率。 - 错误检测：通过校验位检测数据传输中的错误。 - 电平转换：处理不同设备间的电平兼容问题，如TTL与EIA之间的转换。 - EIA-RS-232C接口：提供标准信号线以连接设备，如MODEM或终端。 5. **接口电路组成**：通常由串行接口芯片（如USAR或UART）、波特率发生器、电平转换器以及地址译码电路构成，这些组件共同确保串口通信的正常运行。 6. **编程实践**：介绍了如何在Linux环境下编写串口通信程序，包括理解通信参数设置、数据发送和接收流程等。 本文提供了全面的异步通信方式在Linux串口编程中的理论基础和实践指导，对于从事嵌入式系统开发、硬件接口设计或串口通信调试的工程师具有重要的参考价值。