Linux串口编程详解：同步异步，波特率与错误检测

"Linux串口编程涉及串行I/O的基本概念、分类、接口标准以及编程实践。串行通讯以逐位顺序传输数据，成本低但速度慢，可分单工、半双工和全双工三种传输方向，以及同步和异步两种同步方式。在Linux系统中，串口通信涉及数据格式化、串并转换、波特率控制、错误检测和电平转换等功能。串行通信接口电路通常包括可编程串行接口芯片如UART，波特率发生器，电平转换器和地址译码电路。RS-232C是常用的串口规范。在编程时，CPU通过串行接口将并行数据转换为串行数据，同时添加起始位、数据位、校验位和停止位，接收端则在起始位处重新定位，排除时钟频率差异影响，只读取有效数据。" 在Linux系统中进行串口编程，首先需要理解串行I/O的基本概念。串行通信是一种数据位逐位按顺序传输的方式，常用于低成本、长距离通信。根据通信方向，串行通信可分为单工（单向）、半双工（双向交替）和全双工（双向同时）。同步通信包括面向字符、面向比特和面向字节计数，而异步通信则是常用的一种通信方式，它使用起始位、数据位、校验位和停止位来确保数据帧的正确传输。 串行接口的物理接口标准，如RS-232C，规定了信号线的配置和电平转换，以便于不同设备间的通信。在硬件层面，串行接口电路包含了波特率发生器，用于控制数据传输速率；同时，它还具备错误检测功能，通过生成和检查奇偶校验位来发现传输错误。为了适应不同逻辑电平标准，接口电路还需要进行TTL与EIA电平的转换。 在编程实践中，Linux提供了丰富的API函数进行串口操作，如`open()`、`write()`、`read()`、`close()`等，开发者可以使用这些函数设置波特率、数据位、校验位和停止位，以及进行打开、关闭、读写串口等操作。UART（通用异步收发传输器）是常见的串行接口芯片，它在Linux中通过设备文件（如/dev/ttyS0）进行访问，允许应用程序直接进行串行通信。 Linux串口编程是一个涉及硬件接口、通信协议和操作系统接口的综合领域，需要理解串行通信的基本原理，熟悉Linux系统API，并能够调试和优化通信程序，以实现可靠的数据传输。在实际应用中，如嵌入式系统开发，串口通信往往是设备间通信的一种重要手段。