Linux串口编程：从基础到实践

本文主要介绍了串口通信的基本接线方法，包括9针串口(DB9)和25针串口(DB25)的各针脚功能，并涉及了Linux串口编程的相关知识，如串行I/O的基本概念、分类、RS-232C串口规范以及串行通信接口电路的组成。 在串口通信中，9针串口（DB9）和25针串口（DB25）是常见的物理接口。DB9通常用于个人计算机，而DB25则多见于老式设备。这两个接口的主要针脚功能如下： - DCD (Data Carrier Detect)：数据载波检测，用于检测远程设备的连接状态。 - RXD (Receive Data)：接收数据，用于接收来自外部设备的数据。 - TXD (Transmit Data)：发送数据，用于发送数据到外部设备。 - DTR (Data Terminal Ready)：数据终端准备，表明设备准备好进行通信。 - GND (Ground)：信号地，提供接口的接地参考。 - DSR (Data Set Ready)：数据设备准备好，表示设备准备好传输数据。 - RTS (Request To Send)：请求发送，用来请求对方设备开始接收数据。 - CTS (Clear To Send)：清除发送，接收方设备通过此信号告知发送方可以发送数据。 - DELL (Ring Indicator)：振铃指示，通常在电话线路中用于指示有来电。 在Linux系统中进行串口编程，需要理解串行I/O的基本概念。串行通信是一种逐位按顺序传送数据的方式，成本低但传输速度相对较慢。根据信息的传送方向，串行通信可分为单工、半双工和全双工。同步通信和异步通信是两种不同的同步方式，同步通信通常用于高速数据传输，而异步通信适合低速且需要错误检测的场景。 串行通信接口的主要任务包括数据格式化、串并转换、控制数据传输速率、错误检测以及电平转换。例如，RS-232C串口规范是常用的通信标准，它定义了9根信号线（或3根无MODEM的信号线）来实现远距离或近距离通信。 在硬件层面，串行通信接口通常包含可编程串行接口芯片（如USAR和UART），波特率发生器用于设置数据传输速度，电平转换器处理TTL和EIA电平的兼容性问题，而地址译码电路则帮助系统识别和访问串口。 进行Linux串口编程时，开发者需要了解如何配置和使用系统提供的串口设备节点（如/dev/ttyS0），设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，并使用标准输入输出或文件操作函数进行数据的读写。例如，可以使用`open()`, `write()`, `read()`等系统调用进行基本的串口操作，或者使用更高级的库如libserialport或python的pySerial来简化编程工作。 串口通信在嵌入式Linux系统中扮演着重要的角色，它允许设备之间进行简单、可靠的通信，尤其适用于需要低带宽、低成本连接的场合。理解和掌握串口通信的基本原理和编程方法，对于开发和调试嵌入式系统至关重要。