Linux串口编程是一门实用且重要的技能，特别是在嵌入式系统、物联网(IoT)和工业自动化等领域。本文档旨在提供一个全面的Linux下串口通信入门教程，着重于理解串口通信的基本概念和在Linux环境中的具体实现。
首先，串口通信是指通过单根线路进行双向数据传输的一种通信方式，常用于设备间的远距离、低成本通信。本文提到的主要标准是RS-232-C接口，由EIA制定，定义了25针DB25连接器的电气特性，适用于标准的DTE(Data Terminal Equipment，数据终端设备)和DCE(Data Communication Equipment，数据通信设备)之间的通信，如调制解调器、打印机等。它的最大传输距离在可接受的码元畸变（4%以内）条件下限制在50英尺。
在Linux环境中，串口通信通常涉及使用特定的设备文件，这些文件位于/dev目录下，例如/dev/ttyS0和/dev/ttyS1分别代表两个串口。编程时，开发者需了解以下关键步骤：
1. 包含必要的头文件：
- `stdio.h`：用于标准输入输出操作。
- `stdlib.h`：包含标准函数库。
- `unistd.h`：Unix标准函数定义。
- `sys/types.h`：系统类型定义。
- `sys/stat.h`：系统状态定义。
- `fcntl.h`：文件控制功能。
- `termios.h`：POSIX终端控制定义，这是处理串口配置的关键。
- `errno.h`：错误代码定义，用于处理可能出现的错误。
2. 打开串口：
在Linux中，使用`fcntl()`函数配合`O_RDWR`标志（读写模式）和`O_NOCTTY`标志（不设置控制台）来打开串口。例如：
```c
int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY);
```
这里`fd`就是打开的串口文件描述符，后续的所有串口操作都将基于这个文件描述符进行。
3. 控制串口：
- **设置波特率**：通过`termios`结构体调整串口参数，如波特率、数据位、停止位和校验位。
- **设置控制模式**：全双工（允许同时发送和接收）与半双工（交替发送和接收）的选择，以及是否启用流量控制。
- **读取和写入数据**：使用`read()`和`write()`函数进行串口数据传输。
4. 流量控制：
Linux下的`termios`提供了硬件级别的流量控制选项，如硬件流控（CLOCAL=0和CLOCAL=1的设置），或者软件流控（通过HUPCL、CRTSCTS标志）。
5. 关闭串口：
使用`close()`函数关闭已打开的串口文件描述符，释放资源。
学习Linux串口编程不仅需要熟悉这些基本操作，还需要根据实际应用场景选择合适的库或驱动，如libserial、libftdi等。此外，阅读《Serial Programming Guide for POSIX Operating Systems》这类专业书籍可以提供更深入的理解和实践指导。Linux串口编程是一个既基础又实用的技能，熟练掌握能帮助开发者构建高效稳定的硬件通信系统。
我的内容管理
展开
