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linux uart 编程

Linux UART(通用异步收发传输器)编程涉及使用串行通信与外部设备进行数据交换。UART是一种硬件接口,用于在设备之间传输数据,通常用于嵌入式系统和低速通信。

基础概念

  • UART:一种串行通信协议,允许设备以异步方式发送和接收数据。
  • 串口:物理接口,如RS-232,用于连接UART设备。
  • 波特率:数据传输速率,表示每秒传输的位数。
  • 数据位:每次传输的数据位数。
  • 停止位:用于同步接收器的位。
  • 校验位:用于错误检测的位。

优势

  1. 简单性:UART通信协议简单,易于实现。
  2. 低成本:硬件成本低,广泛支持。
  3. 灵活性:可用于各种设备和应用。

类型

  • 硬件UART:由专门的硬件电路实现。
  • 软件UART:通过软件模拟UART功能。

应用场景

  • 嵌入式系统:如微控制器与传感器之间的通信。
  • 调试工具:如串口调试助手。
  • 工业自动化:设备间的数据交换。

编程示例

以下是一个简单的Linux UART编程示例,使用C语言通过termios库配置和使用串口。

代码语言:txt
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>

int set_interface_attribs(int fd, int speed, int parity) {
    struct termios tty;
    memset(&tty, 0, sizeof(tty));
    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {
        perror("error from tcgetattr");
        return -1;
    }

    cfsetospeed(&tty, speed);
    cfsetispeed(&tty, speed);

    tty.c_cflag = (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8;     // 8-bit chars
    tty.c_iflag &= ~IGNBRK;         // disable break processing
    tty.c_lflag = 0;                // no signaling chars, no echo, no canonical processing
    tty.c_oflag = 0;                // no remapping, no delays
    tty.c_cc[VMIN]  = 0;            // read doesn't block
    tty.c_cc[VTIME] = 5;            // 0.5 seconds read timeout

    tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); // shut off s/w flow ctrl
    tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);        // ignore modem controls, enable reading
    tty.c_cflag &= ~(PARENB | PARODD);      // shut off parity
    tty.c_cflag |= parity;
    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;
    tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;

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

void set_blocking(int fd, int should_block) {
    struct termios tty;
    memset(&tty, 0, sizeof(tty));
    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {
        perror("error from tggetattr");
        return;
    }

    tty.c_cc[VMIN]  = should_block ? 1 : 0;
    tty.c_cc[VTIME] = 5;            // 0.5 seconds read timeout

    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0)
        perror("error setting term attributes");
}

int main() {
    char *portname = "/dev/ttyUSB0";
    int fd = open(portname, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
        perror("error opening %s: %s", portname, strerror(errno));
        return -1;
    }

    set_interface_attribs(fd, B9600, 0);  // set speed to 9600 baud, 8N1 (no parity)
    set_blocking(fd, 0);                // set non-blocking

    char buf[100];
    while (1) {
        int n = read(fd, buf, sizeof(buf));
        if (n > 0) {
            write(STDOUT_FILENO, buf, n);
        }
    }

    close(fd);
    return 0;
}

常见问题及解决方法

  1. 无法打开串口
    • 确保串口设备文件(如/dev/ttyUSB0)存在且有权限访问。
    • 使用ls -l /dev/ttyUSB0检查权限,并确保用户有读写权限。
  • 波特率设置错误
    • 确认设备支持的波特率,并在代码中正确设置。
    • 使用stty命令行工具检查和设置波特率。
  • 数据传输不稳定
    • 检查硬件连接是否牢固。
    • 调整停止位和校验位的设置,确保与设备匹配。

通过以上步骤和示例代码,可以有效地进行Linux UART编程,并解决常见的通信问题。

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