Linux系统下串口通信编程接口详解

"这篇文档详细介绍了Linux系统下的串口编程，包括如何获取和设置终端属性、行控制、波特率的获取与设置等关键操作。主要涉及`termios`函数族，如`tcgetattr`、`tcsetattr`、`tcsendbreak`、`tcdrain`、`tcflush`、`tcflow`以及`cfmakeraw`等函数的使用。这些函数允许开发者对串口进行高级控制，实现与硬件设备的有效通信。" 在Linux操作系统中，串口通信是一种常见的硬件接口，用于连接各种设备，如调制解调器、嵌入式系统、GPS接收器等。Linux内核提供了丰富的API，使得开发者可以方便地进行串口编程。本文档主要关注`termios`头文件中定义的函数，它们允许开发者对串口的配置进行精细化管理。 1. `tcgetattr`和`tcsetattr`函数用于获取和设置串口的属性。`tcgetattr`接收一个文件描述符（通常是打开的串口文件描述符）和一个指向`termios`结构的指针，然后将当前串口的配置信息复制到该结构中。`tcsetattr`则相反，它接受文件描述符、可选的动作（立即应用或等待输出完成后再应用）以及包含新配置的`termios`结构，用于改变串口的设置。 2. `tcsendbreak`函数用于发送一个持续指定时间（以毫秒计）的低电平信号，通常用于模拟DTR（数据终端就绪）线的下降，这在某些设备上可以作为发送数据结束的信号。 3. `tcdrain`函数等待所有已写入的数据被发送到串口设备，确保数据完全传输完成，避免丢失数据。 4. `tcflush`函数用于清除串口的输入或输出队列。它可以有几种不同的选择，例如清空输入队列、清空输出队列或两者都清空。 5. `tcflow`函数控制串口的流量控制。它可以暂停或恢复数据的传输，通常用于避免缓冲区溢出。 6. `cfmakeraw`函数将`termios`结构设置为“原始”模式，即最小化的输入处理和回显，这种模式常用于终端模拟器和交互式命令行工具，以便获得更快的响应。 7. `cfgetispeed`和`cfgetospeed`分别用于获取串口的输入和输出波特率，而`cfsetispeed`和`cfsetospeed`则用于设置这两个速率。波特率是数据传输的速度，通常用比特每秒（bps）表示。 8. `termios`结构中的`tcflag`字段包含了一系列标志，如`IGNBRK`、`BRKINT`等，它们定义了串口在处理不同输入情况时的行为。例如，`IGNBRK`标志指示忽略BREAK状态，而`BRKINT`则表示当接收到BREAK时，应清空输入和输出队列，并可能发送SIGINT信号给控制进程。 这些函数和结构共同构成了Linux串口编程的核心，通过它们，开发者能够实现对串口设备的复杂控制，从而满足各种应用需求，例如建立自定义的通信协议、调试硬件设备或者开发嵌入式系统的控制软件。了解并熟练运用这些函数，是进行Linux下串口通信的关键。