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1、1/30Linux下串口程序设计下串口程序设计2嵌入式系统设计实验二嵌入式系统设计实验二n实验时间实验时间n1班班10月月27日日19：0021：25n2班班10月月28日日08：0010：25n实验内容实验内容n串行端口程序设计（串行端口程序设计（2.3必做，并提交实验报告）必做，并提交实验报告）n第二章第二章其他实验（选做）其他实验（选做）n实验报告提交实验报告提交n时间：下周实验之前时间：下周实验之前n提交方式：提交方式：发送到邮箱：发送到邮箱：(1班班)，(2班班),文件命名：文件命名：学号学号+姓名姓名+实验二实验二.doc邮件主题：嵌入式系统设计实验二邮件主题：嵌入式系统设计实验二
2、3串行端口程序设计串行端口程序设计n实验步骤实验步骤n1.阅读理解源码阅读理解源码n源码位置：源码位置：expbasic03_ttyn阅读源码方法阅读源码方法nLinux下使用下使用vi编辑器（编辑器（Linux、VI常用命令参考实常用命令参考实验指导书第七章附录验指导书第七章附录7.1、7.2）nwindows下使用下使用SourceInsight软件软件n2.编译应用程序编译应用程序4串行端口程序设计串行端口程序设计n实验步骤实验步骤n3.下载调试下载调试n切换到minicom 终端窗口，使用NFS mount 开发主机的/arm2410s 到/host 目录：mount t nfs o
3、nolock 192.168.1.234:/arm2410s /hostn开发板中串口设备位于/dev/tts/下，没有ttyS0这个设备，所以需要建立一个连接，方法如下：cd /dev ln sf /dev/tts/0 ttyS0n进入expbasic03_tty 目录，运行term，观察运行结果的正确性。实验目的实验目的n 了解在了解在linux环境下串行程序设计的基本方法。环境下串行程序设计的基本方法。n 掌握终端的主要属性及设置方法，熟悉终端掌握终端的主要属性及设置方法，熟悉终端I/O函数的使函数的使用。用。n 学习使用多线程来完成串口的收发处理。学习使用多线程来完成串口的收发处理。5
4、/30实验原理与程序分析实验原理与程序分析nLinux对所有各类设备文件的输入输出操作，看上去就像对对所有各类设备文件的输入输出操作，看上去就像对普通文件的输入输出一样，所以普通文件的输入输出一样，所以Linux对串口的操作，也是对串口的操作，也是通过设备文件访问的。为了访问串口，只需要打开相应的设通过设备文件访问的。为了访问串口，只需要打开相应的设备文件即可。备文件即可。n默认地，在默认地，在Linux下，串行口下，串行口COM1和和COM2对应的设备分对应的设备分别为别为/dev/ttyS0和和/dev/ttyS1。串口详细配置串口详细配置n在使用串口之前必须设置相关配置，包括：波特率、数
5、据位、校验码、停止位等。串口设置由下面结构体实现：n struct termios n n tcflag_t c_iflag; /* 输入模式 */n tcflag_t c_oflag; /* 输出模式 */n tcflag_t c_cflag; /* 控制模式 */n tcflag_t c_lflag; /* 本地模式 */n cc_t c_ccNCCS; /* 控制字符 */ n n在在 中中. .8串行端口程序设计串行端口程序设计nc_iflagn输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如下表所示。输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如下表所示。键 值说 明IGNBRK忽略BREAK
6、键输入BRKINT如果设置了IGNBRK，BREAK键的输入将被忽略，如果设置了BRKINT ，将产生SIGINT中断IGNPAR忽略奇偶校验错误PARMRK标识奇偶校验错误INPCK允许输入奇偶校验ISTRIP去除字符的第8个比特INLCR将输入的NL（换行）转换成CR（回车）IGNCR忽略输入的回车ICRNL将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）IUCLC将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）IXON允许输入时对XON/XOFF流进行控制IXANY输入任何字符将重启停止的输出IXOFF允许输入时对XON/XOFF流进行控制IMAXBEL当输入队列满的时候开始响铃，L
7、inux在使用该参数而是认为该参数总是已经设置9串行端口程序设计串行端口程序设计nc_oflagn输出模式标志，控制终端输出方式，具体参数如表输出模式标志，控制终端输出方式，具体参数如表6.4所示。所示。键 值说 明OPOST处理后输出OLCUC将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）ONLCR将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）OCRNL将输入的CR（回车）转换成NL（换行）ONOCR第一行不输出回车符ONLRET不输出回车符OFILL发送填充字符以延迟终端输出OFDEL以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符将是NUL（0）（非POSIX）NLD
8、LY换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）CRDLY回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3TABDLY水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3BSDLY空格输出延迟，可以取BS0或BS1VTDLY垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1FFDLY换页延迟，可以取FF0或FF110串行端口程序设计串行端口程序设计nc_cflagn控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如下表所示。控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如下表所示。键 值说 明CBAUD波特率（4+1位）（非POSIX）CBAUDEX附加波特率（1位）（
9、非POSIX）CSIZE字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8CSTOPB设置两个停止位CREAD使用接收器PARENB使用奇偶校验PARODD对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验HUPCL关闭设备时挂起CLOCAL忽略调制解调器线路状态CRTSCTS使用RTS/CTS流控制11串行端口程序设计串行端口程序设计nc_lflagn本地模式标志，控制终端编辑功能，具体参数如下表所示。本地模式标志，控制终端编辑功能，具体参数如下表所示。键 值说 明ISIG当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号ICANON使用标准输入模式XCASE在ICANON和XCASE同时设
10、置的情况下，终端只使用大写。如果只设置了XCASE，则输入字符将被转换为小写字符，除非字符使用了转义字符（非POSIX，且Linux不支持该参数）ECHO显示输入字符ECHOE如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符，WERASE将删除输入的单词ECHOK如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行ECHONL如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符ECHOPRT如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）TOSTOP向后台输出发送SIGTTOU信号12串行端口程序设计串行端口程序设计nc_ccNCCSn控制字符，用于保存终端驱动程序
11、中的特殊字符，如输入结束符等。控制字符，用于保存终端驱动程序中的特殊字符，如输入结束符等。c_cc中定义了如表中定义了如表6.7所示的控制字符。所示的控制字符。宏说 明宏说 明VINTRInterrupt字符VEOL附加的End-of-file字符VQUITQuit字符VTIME非规范模式读取时的超时时间VERASEErase字符VSTOPStop字符VKILLKill字符VSTARTStart字符VEOFEnd-of-file字符VSUSPSuspend字符VMIN非规范模式读取时的最小字符数串口控制函数t c g e t a t t r 取属性( t e r m i o s结构)t c s
12、 e t a t t r 设置属性( t e r m i o s结构)c f g e t i s p e e d 得到输入速度c f g e t o s p e e d 得到输出速度c f s e t i s p e e d 设置输入速度c f s e t o s p e e d 设置输出速度t c d r a i n 等待所有输出都被传输t c f l o w 挂起传输或接收t c f l u s h 刷清未决输入和/或输出t c s e n d b r e a k 送B R E A K字符t c g e t p g r p 得到前台进程组I Dt c s e t p g r p 设置前台进
13、程组I D打开串口打开串口n1、打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：、打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：nintfd;/*以读写方式打开串口以读写方式打开串口*/fd=open(/dev/ttyS0,O_RDWR);if(-1=fd)/*不能打开串口一不能打开串口一*/perror(提示错误！提示错误！);14/30n#includeintopen(constchar*pathname,intoflag)n返回值：成功则返回文件描述符，否则返回返回值：成功则返回文件描述符，否则返回-1n对于对于open函数来说，第三个参数（函数来说，第三个参数（.）仅当创建新文件时）仅当创建新文
14、件时才使用，用于指定文件的访问权限位（才使用，用于指定文件的访问权限位（accesspermissionbits）。）。npathname是待打开是待打开/创建文件的路径名（如创建文件的路径名（如C:/cpp/a.cpp）；）；noflag用于指定文件的打开用于指定文件的打开/创建模式，这个参数可由以下常创建模式，这个参数可由以下常量（定义于量（定义于fcntl.h）通过逻辑或构成。）通过逻辑或构成。nO_RDONLY只读模式只读模式O_WRONLY只写模式只写模式O_RDWR读写模式读写模式15/30打开串口打开串口设置串口设置串口n所有对串口的操作都是通过结构体所有对串口的操作都是通过结构
15、体structtermios和几个函和几个函数实现的，其中两个最常用的函数是数实现的，其中两个最常用的函数是tcgetattr（）和（）和tcsetattr（）（）n几乎在所有情况下，程序都是通过几乎在所有情况下，程序都是通过tcgetattr（）函数获取设（）函数获取设备当前的设置，然后修改这些设置，最后用备当前的设置，然后修改这些设置，最后用tcsetattr（）使（）使这些设置生效。这些设置生效。n许多程序会保存终端初始的设置并在终止运行前恢复这些设许多程序会保存终端初始的设置并在终止运行前恢复这些设置。置。16/30保存串口当前状态保存串口当前状态n2、保存原先串口配置使用、保存原先串
16、口配置使用tcgetattr(fd,&oldtio)ninttcgetattr（intfd，structtermios*t）用于获得文件描述符用于获得文件描述符fd所表示设备的当前设置值，并写入指所表示设备的当前设置值，并写入指针针t内内.nstructtermiosoldtio,oldstdtio;ntcgetattr(0,&oldstdtio);ntcgetattr(fd,&oldtio);/*savecurrentmodemsettings*/17/30设置串口设置串口n最基本的设置串口包括波特率设置，效验位和停止位设置。最基本的设置串口包括波特率设置，效验位和停止位设置。n串口的设置主
17、要是设置串口的设置主要是设置structtermios结构体的各成员值。结构体的各成员值。18/30设置串口设置串口n例子：例子：nstructtermiosnewtio,newstdtio;nnewtio.c_cflag=CLOCAL|CREAD;/*ctrolflag*/nnewtio.c_ccVMIN=1;nnewtio.c_ccVTIME=0;19/30设置串口设置串口n3、激活配置：、激活配置：ninttcsetattr(intfd,intoptions,structtermios*t)n用来将用来将termios结构指针结构指针t内的设置值赋给当前用文件描述符内的设置值赋给当前用文
18、件描述符fd表示的设备终端表示的设备终端n参数参数options决定什么时候改变才生效决定什么时候改变才生效TCSANOW修改立即生效修改立即生效TCSADRAIN所有已经发送的输出写入所有已经发送的输出写入fd后生效后生效TCSAFLUSH输出队列为空时生效输出队列为空时生效20/30设置串口设置串口n4、处理要写入的数据对象：、处理要写入的数据对象：ntcflush（）函数（）函数ntcflush函数刷清（抛弃）输入缓存（终端驱动程序已收到，但用户程序函数刷清（抛弃）输入缓存（终端驱动程序已收到，但用户程序尚未读）或输出缓存（用户程序已经写，但尚未发送）。尚未读）或输出缓存（用户程序已经写
19、，但尚未发送）。n原型为：原型为：inttcflush（intfd，intqueue_selector）nqueue_selector数应当是下列三个数之一：数应当是下列三个数之一：nTCIFLUSH丢弃驱动上已经接收到但还没读入的所有数据丢弃驱动上已经接收到但还没读入的所有数据nTCOFLUSH丢弃所有已经写入驱动但还没发送的数据丢弃所有已经写入驱动但还没发送的数据nTCIOFLUSH丢弃所有输入输出队列上还没有读取或发送的数据丢弃所有输入输出队列上还没有读取或发送的数据21/30tcflush(fd,TCIFLUSH);读写串口读写串口n5、设置好串口之后，读写串口就很容易了，可以把串口当
20、作、设置好串口之后，读写串口就很容易了，可以把串口当作文件读写文件读写n发送数据：发送数据：charbuffer1024;intLength1024;intnByte;nByte=write(fd,buffer,Length)22/30读取串口数据读取串口数据n使用文件操作使用文件操作read函数读取，如果设置为原始模式函数读取，如果设置为原始模式(RawMode)传输数据，那么传输数据，那么read函数返回的字符数是实际串口收函数返回的字符数是实际串口收到的字符数。到的字符数。charbuff1024;intLen1024;intreadByte=read(fd,buff,Len);23/3
21、0关闭串口关闭串口n6、关闭串口、关闭串口close()例如：例如：tcsetattr(fd,TCSANOW,&oldtio);close(fd);24/30提示提示n注意：如果在执行注意：如果在执行./term时出现下面的错误，可以通过我们时出现下面的错误，可以通过我们前文提到的方法建立一个连接来解决。前文提到的方法建立一个连接来解决。n/mnt/yaffscd/devn/devlnsf/dev/tts/0ttyS025/3026n1波特率设置波特率设置n获得端口波特率信息是通过获得端口波特率信息是通过cfgetispeed函数和函数和cfgetospeed函数来实现的。函数来实现的。cfg
22、etispeed函数用于获得函数用于获得结构体结构体termios_p中的输入波特率信息，而中的输入波特率信息，而cfgetospeed函数用于获得结构体函数用于获得结构体termios_p中的输出波特率信息。这中的输出波特率信息。这两个函数的具体信息如下表所示。两个函数的具体信息如下表所示。其他串口设置参考其他串口设置参考27n1波特率设置波特率设置ncfsetispeed函数和函数和cfsetospeed函数会修改结构体函数会修改结构体termios_p中的波特率信息，其中参数中的波特率信息，其中参数speed可以使用下可以使用下表中所列出的宏。表中所列出的宏。nspeed参数常用波特率信
23、息参数常用波特率信息其他串口设置参考其他串口设置参考28n2数据位数据位n数据位指的是每字节中实际数据所占的比特数。要修改数数据位指的是每字节中实际数据所占的比特数。要修改数据位可以通过修改据位可以通过修改termios结构体中结构体中c_cflag成员来实现。成员来实现。CS5、CS6、CS7和和CS8分别表示数据位为分别表示数据位为5、6、7和和8。值得注意的是，在设置数据位时，必须先使用值得注意的是，在设置数据位时，必须先使用CSIZE做位做位屏蔽。屏蔽。Eg：structtermiosopt；/*定义指向termios结构类型的指针opt*/获得串口指向termios结构的指针tcge
24、tattr(fd,&Opt);/屏蔽其他标志Opt.c_cflag&=CSIZE;/将数据位修改为8bitOpt.c_cflag|=CS8;/将修改后的termios数据设置到串口中tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);其他串口设置参考其他串口设置参考29n3奇偶校验位奇偶校验位n奇偶校验可以选择偶校验、奇校验、空格等方式，也可以不使用校验。奇偶校验可以选择偶校验、奇校验、空格等方式，也可以不使用校验。如果要设置为偶校验的话，首先要将如果要设置为偶校验的话，首先要将termios结构体中结构体中c_cflag设置设置PARENB标志，并清除标志，并清除PARODD标志。如果要设置
25、奇校验，要同时标志。如果要设置奇校验，要同时设置设置termios结构体中结构体中c_cflag设置设置PARENB标志和标志和PARODD标志。标志。如果不想使用任何校验的话，清除如果不想使用任何校验的话，清除termios结构体中结构体中c_cflag的的PARENB位。下表为设置奇偶校验的具体方法。位。下表为设置奇偶校验的具体方法。设 置具 体 代 码无校验opt.c_cflag &= PARENB;奇校验opt.c_cflag |= (PARODD | PARENB);偶校验opt.c_cflag &= PARENB;opt.c_cflag &= PARODD;空格opt.c_cfla
26、g &= PARENB;opt.c_cflag &= CSTOPB;其他串口设置参考其他串口设置参考30n4数据流控制数据流控制n数据流控制指是使用何种方法来标志数据传输的开始和结束。数据流控制指是使用何种方法来标志数据传输的开始和结束。可以选择不使用数据流控制、使用硬件进行流控制和使用软件可以选择不使用数据流控制、使用硬件进行流控制和使用软件进行流控制。数据流控制设置如下表所示。进行流控制。数据流控制设置如下表所示。设 置具 体 代 码不使用数据流控制opt.c_cflag &= CRTSCTS硬件opt.c_cflag |= CRTSCTS软件opt.c_cflag| = IXON|IXOFF|IXANY其他串口设置参考其他串口设置参考
