Linux串口编程实践：读写操作与进程通信

资源摘要信息:"Linux/Unix编程/Linux上串口读写程序" 在Linux操作系统中，串口通信是一种常见且基础的硬件通信方式，广泛应用于嵌入式系统、计算机与外设的数据交换等场景。本资源主要涉及Linux/Unix系统下的串口编程，重点在于如何在Linux环境下实现串口的读写操作。以下是对本资源内容的详细解析： 首先，Linux系统通过特殊的设备文件来管理串口，这些文件一般位于/dev目录下，例如/dev/ttyS0代表第一个串口。程序在访问串口之前，需要先打开相应的设备文件。 打开串口的操作通常使用系统调用`open()`实现，随后的串口操作都基于这个文件描述符。在成功打开串口后，需要对其进行配置，以满足特定的通信需求。这一步骤涉及到对串口的属性进行设置，如波特率（传输速率）、数据位、停止位和校验位等，可以通过`ioctl()`系统调用来完成。 设置完毕后，可以创建子进程来实现串口数据的读取和写入。在Linux中，进程的创建可以通过`fork()`系统调用实现。创建子进程后，父进程和子进程将分别执行不同的任务：父进程负责向串口写入数据，而子进程则负责从串口读取数据。 为了保证数据通信的有序性和高效性，通常在数据的发送和接收中会使用到缓冲区（buffer）。写操作通过向缓冲区中写入数据，然后由内核将数据发送到串口；读操作则是从串口接收数据到缓冲区中，然后由程序从缓冲区读取数据。 在实际编程中，编写Linux串口通信程序还需要处理各种错误情况，如设备不存在、读写超时、数据传输错误等，这要求程序员熟悉Linux下的错误处理机制。 综合以上内容，本资源的目的是提供一个基础的Linux串口读写程序实例，帮助读者理解Linux环境下串口编程的基本流程和关键步骤。通过实现一个简单的父子进程串口读写程序，读者可以加深对Linux系统调用、进程控制以及串口通信的理解。本资源既适合初学者入门学习，也为有经验的开发者提供了一个参考模板。 以下是一段示例代码片段，展示了在Linux环境下如何使用C语言进行串口通信的基本操作： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <termios.h> int main() { int fd; // 文件描述符 int child_pid; // 子进程标识 struct termios options; // 串口配置结构体 // 打开串口 fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); if (fd == -1) { perror("open_port: Unable to open /dev/ttyS0 - "); return -1; } // 获取当前串口配置 tcgetattr(fd, &options); // 设置波特率等参数 cfsetispeed(&options, B9600); cfsetospeed(&options, B9600); options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); // 设置为非规范模式，启用接收器 options.c_cflag &= ~CSIZE; // 屏蔽其他标志位 options.c_cflag |= CS8; // 数据位为8位 options.c_cflag &= ~PARENB; // 无奇偶校验位 options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 停止位为1位 options.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 禁用硬件流控制 tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); // 立即应用设置 // 创建子进程 child_pid = fork(); if (child_pid < 0) { perror("fork failed"); exit(1); } if (child_pid == 0) { // 子进程，执行读操作 char read_buf[256]; int num_bytes; while (1) { num_bytes = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf)); if (num_bytes < 1) { perror("read failed"); break; } // 处理接收到的数据... printf("Received: %s\n", read_buf); } } else { // 父进程，执行写操作 char write_buf[] = "Hello, serial port!"; write(fd, write_buf, sizeof(write_buf)); // 等待子进程结束 wait(NULL); } // 关闭串口 close(fd); return 0; } ``` 上述代码展示了如何在Linux环境下打开串口设备、配置串口参数、创建子进程以及父子进程分别进行读写操作的基本方法。这是理解和学习Linux串口编程的一个很好的起点。