Linux串口编程：异步通信接收详解

"异步通信的接收过程在Linux串口编程中的应用" 在嵌入式Linux系统中，串口通信是一种常见的设备间数据传输方式，尤其适用于低速且长距离的通信场景。异步通信是串行通信的一种，其特点是数据以位为单位逐个传输，同时允许在数据帧之间有停顿，这使得通信双方可以灵活地处理数据，而不必严格同步。本文将详细解释异步通信的接收过程，并结合Linux串口编程的相关知识进行阐述。 在异步通信的接收过程中，接收端通常会使用一个“接收时钟”来决定每一位数据的时间长度。当波特率因子设定为16时，意味着接收时钟每经过16个周期，接收移位寄存器就会移动一位。具体接收步骤如下： 1. **初始化阶段**：通信开始时，信号线处于空闲状态，即逻辑1。接收端持续监听信号线，等待由1到0的跳变，这标志着数据传输的开始。 2. **起始位检测**：一旦检测到由1到0的下降沿，接收端开始对“接收时钟”进行计数。当计数达到8个时钟周期，此时如果输入信号仍然是低电平（逻辑0），则确认这是一个起始位，标志着数据传输的正式开始。如果信号未稳定在低电平，则可能被视为干扰，接收过程将重新开始。 3. **数据位接收**：在确认起始位后，接收端会继续接收接下来的数据位。数据位可以是数据位、奇偶校验位、停止位等。数据位的个数可以根据通信协议的约定进行设置。 4. **校验位检测**：如果协议包含校验位，接收端会在接收到所有数据位后计算校验值，与接收到的校验位进行比较。如果两者匹配，则数据传输被认为是正确的；如果不匹配，可能表明数据在传输过程中发生了错误。 5. **停止位识别**：数据传输结束时，接收端会检测到一个高电平（逻辑1）的停止位，这标志着一个完整的数据帧结束。之后，接收端准备好接收下一个数据帧。 在Linux系统中，串口通信可以通过标准的文件描述符进行操作，如 `/dev/ttyS0` 表示第一个串行端口。开发者可以使用标准的文件读写函数（如 `read()` 和 `write()`）来实现数据的收发。同时，还需要配置串口参数，如波特率、数据位、停止位和校验方式，这通常通过 `struct termios` 结构体和 `tcgetattr()` 与 `tcsetattr()` 函数完成。 串行通信接口的物理层通常包括UART（通用异步接收发送器）或USART（通用同步异步接收发送器）芯片，它们负责数据的串并转换、波特率控制、电平转换以及错误检测等功能。对于RS-232C串口规范，接口需要提供与EIA电平兼容的信号线，以便于与其他设备（如MODEM）连接。 Linux串口编程涉及到硬件接口的理解、通信协议的设定以及软件层面的读写操作。异步通信的接收过程是确保数据正确传输的关键步骤，通过精确的时间同步和错误检测机制，保证了数据在串行链路上的可靠传递。