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    串口的設(shè)置主要是設(shè)置struct termios結(jié)構(gòu)體的各成員值，如下所示：

    ＃include<termios.h>
    struct termios
    {
        unsigned short c_iflag; /* 輸入模式標(biāo)志 */
        unsigned short c_oflag; /* 輸出模式標(biāo)志 */
        unsigned short c_cflag; /* 控制模式標(biāo)志 */
        unsigned short c_lflag; /* 本地模式標(biāo)志 */
        unsigned char c_line; /* 線路規(guī)程 */
        unsigned char c_cc[NCC]; /* 控制特性 */
        speed_t c_ispeed; /* 輸入速度 */
        speed_t c_ospeed; /* 輸出速度 */
    };

    termios是在Posix規(guī)范中定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，表示終端設(shè)備（包括虛擬終端、串口等）。因為串口是一種終端設(shè)備，所以通過終端編程接口對其進行配置和控制。因此在具體討論串口相關(guān)編程之前，需要先了解一下終端的相關(guān)知識。

    終端是指用戶與計算機進行對話的接口，如鍵盤、顯示器和串口設(shè)備等物理設(shè)備，X Window上的虛擬終端。類UNIX操作系統(tǒng)都有文本式虛擬終端，使用【Ctrl+Alt】+F1~F6鍵可以進入文本式虛擬終端，在X Window上可以打開幾十個以上的圖形式虛擬終端。類UNIX操作系統(tǒng)的虛擬終端有xterm、rxvt、zterm、eterm等，而Windows上有crt、putty等虛擬終端。

    終端有三種工作模式，分別為規(guī)范模式（canonical mode）、非規(guī)范模式（non-canonical mode）和原始模式（raw mode）。

    通過在termios結(jié)構(gòu)的c_lflag中設(shè)置ICANNON標(biāo)志來定義終端是以規(guī)范模式（設(shè)置ICANNON標(biāo)志）還是以非規(guī)范模式（清除ICANNON標(biāo)志）工作，默認(rèn)情況為規(guī)范模式。

    在規(guī)范模式下，所有的輸入是基于行進行處理的。在用戶輸入一個行結(jié)束符（回車符、EOF等）之前，系統(tǒng)調(diào)用read()函數(shù)是讀不到用戶輸入的任何字符的。除了EOF之外的行結(jié)束符（回車符等）與普通字符一樣會被read()函數(shù)讀取到緩沖區(qū)中。在規(guī)范模式中，行編輯是可行的，而且一次調(diào)用read()函數(shù)多只能讀取一行數(shù)據(jù)。如果在read()函數(shù)中被請求讀取的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)小于當(dāng)前行可讀取的字節(jié)數(shù)，則read()函數(shù)只會讀取被請求的字節(jié)數(shù)，剩下的字節(jié)下次再被讀取。

    在非規(guī)范模式下，所有的輸入是即時有效的，不需要用戶另外輸入行結(jié)束符，而且不可進行行編輯。在非規(guī)范模式下，對參數(shù)MIN(c_cc[VMIN])和TIME(c_cc[VTIME])的設(shè)置決定read()函數(shù)的調(diào)用方式。設(shè)置可以有4種不同的情況。

    ● MIN = 0和TIME = 0：read()函數(shù)立即返回。若有可讀數(shù)據(jù)，則讀取數(shù)據(jù)并返回被讀取的字節(jié)數(shù)，否則讀取失敗并返回0。
    ● MIN > 0和TIME = 0：read()函數(shù)會被阻塞，直到MIN個字節(jié)數(shù)據(jù)可被讀取。
    ● MIN = 0和TIME > 0：只要有數(shù)據(jù)可讀或者經(jīng)過TIME個十分之一秒的時間，read()函數(shù)則立即返回，返回值為被讀取的字節(jié)數(shù)。如果超時并且未讀到數(shù)據(jù)，則read()函數(shù)返回0。
    ● MIN > 0和TIME > 0：當(dāng)有MIN個字節(jié)可讀或者兩個輸入字符之間的時間間隔超過TIME個十分之一秒時，read()函數(shù)才返回。因為在輸入第一個字符后系統(tǒng)才會啟動定時器，所以，在這種情況下，read()函數(shù)至少讀取一個字節(jié)后才返回。

    按照嚴(yán)格意義來講，原始模式是一種特殊的非規(guī)范模式。在原始模式下，所有的輸入數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位被處理。在這個模式下，終端是不可回顯的，而且所有特定的終端輸入/輸出控制處理不可用。通過調(diào)用cfmakeraw()函數(shù)可以將終端設(shè)置為原始模式，而且該函數(shù)通過以下代碼可以得到實現(xiàn)：

    termios_p->c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP
    | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);
    termios_p->c_oflag &= ~OPOST;
    termios_p->c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);
    termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB);
    termios_p->c_cflag |= CS8;

    現(xiàn)在講解設(shè)置串口的基本方法。如上所述，串口設(shè)置基本的操作包括波特率設(shè)置，校驗位和停止位設(shè)置。在這個結(jié)構(gòu)中為重要的是c_cflag，通過對它的賦值，用戶可以設(shè)置波特率、字符大小、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗位和硬軟流控等。另外，c_iflag和c_cc也是比較常用的標(biāo)志。在此主要對這3個成員進行詳細(xì)說明。c_cflag支持的常量名稱如表2.11所示。其中設(shè)置波特率宏名為相應(yīng)的波特率數(shù)值前加上B，由于數(shù)值較多，本表沒有全部列出。

表2.11 c_cflag支持的常量名稱

續(xù)表

    在這里，對于c_cflag成員不能直接對其初始化，而要將其通過“與”、“或”操作使用其中的某些選項。

    輸入模式標(biāo)志c_iflag用于控制端口接收端的字符輸入處理。c_iflag支持的常量名稱，如表2.12所示。

表2.12 c_iflag支持的常量名稱

續(xù)表

    c_oflag用于控制終端端口發(fā)送出去的字符處理，c_oflag支持的常量名稱如表2.13所示。因為現(xiàn)在終端的速度比以前快得多，所以大部分延時掩碼幾乎沒什么用途。

表2.13 c_oflag支持的常量名稱

    c_lflag用于控制終端的本地數(shù)據(jù)處理和工作模式，c_lflag所支持的常量名稱如表2.14所示。

表2.14 c_lflag支持的常量名稱

續(xù)表

    c_cc定義特殊控制特性，c_cc所支持的常量名稱如表2.15所示。

表2.15 c_cc支持的常量名稱

    下面就詳細(xì)講解設(shè)置串口屬性的基本流程。

    1．保存原先串口配置

    首先，為了安全起見和以后調(diào)試程序方便，可以先保存原先串口的配置，在這里可以使用函數(shù)tcgetattr(fd, &old_cfg)。該函數(shù)得到由fd指向的終端的配置參數(shù)，并將它們保存于termios結(jié)構(gòu)變量old_cfg中。該函數(shù)還可以測試配置是否正確、該串口是否可用等。若調(diào)用成功，函數(shù)返回值為0，若調(diào)用失敗，函數(shù)返回值為-1，其使用如下所示：

    if (tcgetattr(fd, &old_cfg) != 0)
    {
        perror("tcgetattr");
        return -1;
    }

    2．激活選項

    CLOCAL和CREAD分別用于本地連接和接收使能，因此，首先要通過位掩碼的方式激活這兩個選項。

    newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

    調(diào)用cfmakeraw()函數(shù)可以將終端設(shè)置為原始模式，在后面的實例中，采用原始模式進行串口數(shù)據(jù)通信。

    cfmakeraw(&new_cfg);

    3．設(shè)置波特率

    設(shè)置波特率有專門的函數(shù)，用戶不能直接通過位掩碼來操作。設(shè)置波特率的主要函數(shù)有cfsetispeed()和cfsetospeed()。這兩個函數(shù)的使用很簡單，如下所示：

    cfsetispeed(&\&new_cfg, B115200);
    cfsetospeed(&new_cfg, B115200);

    cfsetispeed()函數(shù)在termios結(jié)構(gòu)中設(shè)置數(shù)據(jù)輸入波特率，而cfsetospeed()函數(shù)在termios結(jié)構(gòu)中設(shè)置數(shù)據(jù)輸入波特率。一般來說，用戶需將終端的輸入和輸出波特率設(shè)置成一樣的。這幾個函數(shù)在成功時返回0，失敗時返回-1。

    4．設(shè)置字符大小

    與設(shè)置波特率不同，設(shè)置字符大小并沒有現(xiàn)成可用的函數(shù)，需要用位掩碼。一般首先去除數(shù)據(jù)位中的位掩碼，再重新按要求設(shè)置，如下所示：

    new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE; /* 用數(shù)據(jù)位掩碼清空數(shù)據(jù)位設(shè)置 */
    new_cfg.c_cflag |= CS8;

    5．設(shè)置奇偶校驗位

    設(shè)置奇偶校驗位需要用到termios中的兩個成員：c_cflag和c_iflag。首先要激活c_cflag中的校驗位使能標(biāo)志PARENB和確認(rèn)是否要進行校驗，這樣會對輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生校驗位，而對輸入數(shù)據(jù)進行校驗檢查。同時還要激活c_iflag中的對于輸入數(shù)據(jù)的奇偶校驗使能（INPCK）。如使能奇校驗時，代碼如下所示：

    new_cfg.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
    new_cfg.c_iflag |= INPCK;

    而使能偶校驗時，代碼如下所示：

    new_cfg.c_cflag |= PARENB;
    new_cfg.c_cflag &= ~PARODD; /* 清除偶奇校驗標(biāo)志，則配置為偶校驗 */
    new_cfg.c_iflag |= INPCK;

    6．設(shè)置停止位

    設(shè)置停止位是通過激活c_cflag中的CSTOPB而實現(xiàn)的。若停止位為一個比特，則清除CSTOPB；若停止位為兩個，則激活CSTOPB。以下分別是停止位為一個和兩個比特時的代碼：

    new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB; /* 將停止位設(shè)置為一個比特 */
    new_cfg.c_cflag |= CSTOPB; /* 將停止位設(shè)置為兩個比特 */

    7．設(shè)置少字符和等待時間

    在對接收字符和等待時間沒有特別要求的情況下，可以將其設(shè)置為0，則在任何情況下read()函數(shù)立即返回，此時串口操作會設(shè)置為非阻塞方式，如下所示：

    new_cfg.c_cc[VTIME] = 0;
    new_cfg.c_cc[VMIN] = 0;

    8．清除串口緩沖

    由于串口在重新設(shè)置后，需要對當(dāng)前的串口設(shè)備進行適當(dāng)?shù)奶幚恚�這時就可調(diào)用在<termios.h>中聲明的tcdrain()、tcflow()、tcflush()等函數(shù)來處理目前串口緩沖中的數(shù)據(jù)，它們的格式如下所示：

    int tcdrain(int fd); /* 使程序阻塞，直到輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)全部發(fā)送完畢 */
    int tcflow(int fd, int action); /* 用于暫停或重新開始輸出 */
    int tcflush(int fd, int queue_selector); /* 用于清空輸入/輸出緩沖區(qū) */

    在本實例中使用tcflush()函數(shù)，對于在緩沖區(qū)中尚未傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，或者收到的但是尚未讀取的數(shù)據(jù)，其處理方法取決于queue_selector的值，它可能的取值有以下幾種。

    ● TCIFLUSH：對接收到而未被讀取的數(shù)據(jù)進行清空處理。
    ● TCOFLUSH：對尚未傳送成功的輸出數(shù)據(jù)進行清空處理。
    ● TCIOFLUSH：包括前兩種功能，即對尚未處理的輸入/輸出數(shù)據(jù)進行清空處理。

    如在本例中所采用的是第一種方法，當(dāng)然可以使用TCIOFLUSH參數(shù)：

    tcflush(fd, TCIFLUSH);

    9．激活配置

    在完成全部串口配置后，要激活剛才的配置并使配置生效。這里用到的函數(shù)是tcsetattr()，它的函數(shù)原型是：

    tcsetattr(int fd, int optional_actions, const struct termios *termios_p);

    其中，參數(shù)termios_p是termios類型的新配置變量。

    參數(shù)optional_actions可能的取值有以下3種。

    ● TCSANOW：配置的修改立即生效。
    ● TCSADRAIN：配置的修改在所有寫入fd的輸出都傳輸完畢之后生效。
    ● TCSAFLUSH：所有已接收但未讀入的輸入都將在修改生效之前被丟棄。

    該函數(shù)若調(diào)用成功則返回0，若失敗則返回-1，代碼如下所示：

    if ((tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg)) != 0)
    {
        perror("tcsetattr");
        return -1;
    }

    下面給出了串口配置的完整函數(shù)。為了函數(shù)的通用性，通常將常用的選項都在函數(shù)中列出，這樣可以大大方便以后用戶的調(diào)試使用。該設(shè)置函數(shù)如下所示：

    int set_com_config(int fd,int baud_rate,
    int data_bits, char parity, int stop_bits)
    {
        struct termios new_cfg,old_cfg;
        int speed;

        /* 保存并測試現(xiàn)有串口參數(shù)設(shè)置，在這里如果串口號等出錯，會有相關(guān)的出錯信息 */
        if (tcgetattr(fd, &old_cfg) != 0)
        {
            perror("tcgetattr");
            return -1;
        }
        new_cfg = old_cfg;
        cfmakeraw(&new_cfg); /* 配置為原始模式 */
        new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;
        /* 設(shè)置波特率 */
        switch (baud_rate)
        {
            case 2400:
            {
                speed = B2400;
            }
            break;
            case 4800:
            {
                speed = B4800;
            }
            break;
            case 9600:
            {
                speed = B9600;
            }
            break;
            case 19200:
            {
                speed = B19200;
            }
            break;
            case 38400:
            {
                speed = B38400;
            }
            break;

            default:
            case 115200:
            {
                speed = B115200;
            }
            break;
        }
        cfsetispeed(&new_cfg, speed);
        cfsetospeed(&new_cfg, speed);

        switch (data_bits) /* 設(shè)置數(shù)據(jù)位 */
        {
            case 7:
            {
                new_cfg.c_cflag |= CS7;
            }
            break;

            default:
            case 8:
            {
                new_cfg.c_cflag |= CS8
;             }
            break;
        }

        switch (parity) /* 設(shè)置奇偶校驗位 */
        {
            default:
            case 'n':
            case 'N':
            {
                new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;
                new_cfg.c_iflag &= ~INPCK;
            }
            break;

            case 'o':
            case 'O':
            {
                new_cfg.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
                new_cfg.c_iflag |= INPCK;
            }
            break;

            case 'e':
            case 'E':
            {
                new_cfg.c_cflag |= PARENB;
                new_cfg.c_cflag &= ~PARODD;
                new_cfg.c_iflag |= INPCK;
            }
            break;

            case 's': /* as no parity */
            case 'S':
            {
                new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;
                new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;
            }
            break;
        }

        switch (stop_bits) /* 設(shè)置停止位 */
        {
            default:
            case 1:
            {
                new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;
            }
            break;

            case 2:
            {
                new_cfg.c_cflag |= CSTOPB;
            }
        }

        /* 設(shè)置等待時間和小接收字符 */
        new_cfg.c_cc[VTIME] = 0;
        new_cfg.c_cc[VMIN] = 1;
        tcflush(fd, TCIFLUSH); /* 處理未接收字符 */
        if ((tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg)) != 0) /* 激活新配置 */
        {
            perror("tcsetattr");
            return -1;
        }
        return 0;
    }

    本文選自華清遠(yuǎn)見嵌入式培訓(xùn)教材《從實踐中學(xué)嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)》

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