Linux串口编程与RS-232C串口规范解析

"本文介绍了连接器的机械特性，特别是在Linux串口编程中的应用。连接器的种类如DB-25、DB-15和DB-9各有不同的引脚定义。此外，文章深入探讨了串行I/O的基本概念和分类，包括串行接口的物理接口标准、RS-232C串口规范，以及如何编写串口通信程序。" 在Linux系统中进行串口编程，首先要理解串行I/O的基本概念。串行通信是一种数据逐位按顺序传输的方式，它利用最少的一条传输线就能完成数据交换，因此成本较低，但传输速度相对较慢。串行通信可以分为单工、半双工和全双工三种模式，分别对应数据只能单向、可以双向但不能同时、以及可以同时双向传输的情况。 串行接口的物理接口标准中，RS-232C是一个常见的规范，尽管它并未规定具体的连接器类型，实际应用中常见的有DB-25、DB-15和DB-9连接器，它们的引脚定义各异，需要根据具体设备和需求来选择使用。 在进行串行通信时，接口电路扮演着重要的角色。它需要实现数据格式化，例如在异步通信中生成起止式的帧数据格式。此外，串行-并行转换也是关键，因为计算机内部处理的是并行数据，而在传输过程中则需要转换为串行。接口还负责控制数据传输速率（波特率），并进行错误检测，如奇偶校验，确保数据的正确传输。在电平转换方面，它需要处理TTL和EIA电平之间的兼容性问题。对于EIA-RS-232C接口，还需要提供相应的信号线以适应不同的通信场景，如近程通信的3线制和远程通信的9线制。 串行通信接口电路通常由串行接口芯片（如USAR和UART）、波特率发生器、电平转换器和地址译码电路等组成。USAR（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）和UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）都是常见的串行接口芯片，它们在异步通信中起到重要作用，负责串行和并行数据的转换，并管理通信参数。 在编写串口通信程序时，开发人员需要了解这些底层机制，以便正确配置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，以及正确设置读写函数，如`open()`、`write()`、`read()`和`close()`等，以实现有效且可靠的串行通信。 总结来说，Linux串口编程涉及硬件连接器的选择、串行通信的原理、接口电路的功能以及编程接口的使用，这些都是进行有效串行通信不可或缺的知识点。理解和掌握这些内容，有助于开发人员构建稳定、高效的串口通信系统。