如何在C中从串行端口打开,读取和写入?


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我对读取和写入串行端口有些困惑。我在Linux中有一个使用FTDI USB串行设备转换器驱动程序的USB设备。当我插入它时,它将创建:/ dev / ttyUSB1。

我认为用C打开和读取它很简单。我知道波特率和奇偶校验信息,但是似乎没有标准吗?

我是否缺少某些东西,或者有人可以指出正确的方向?


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您是否看过《串行编程指南》
ribram 2011年

1
编辑:我会看一下ribram的链接。但是,重点仍然是,虽然串行设备表示为文件,但设备通常具有通过系统调用(例如ioctl和)实现的更特定的接口fcntl
Shickadance先生,2011年


1
了解UNIX术语VMIN和VTIME是了解VTIME和VMIN的重要资源,VTIME和VMIN用于处理串行端口上read()的阻塞特性。
flak37 2014年

请勿使用第一条评论中提到的F​​rerking的“ Serial Programming HOWTO”中的代码。它们不是按照POSIX规范编写的,因此代码示例不可移植,并且可能无法为您可靠地工作。
锯末

Answers:


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我很久以前(从1985年至1992年,从那以后仅作了一些调整编写了这篇文章,然后将所需的位复制并粘贴到每个项目中。

您必须调用cfmakeraw一个tty从获得tcgetattr。你不能零了struct termios,配置它,然后将ttytcsetattr。如果使用归零方法,则将遇到无法解释的间歇性故障,尤其是在BSD和OS X上。“无法解释的间歇性故障”包括挂起read(3)

#include <errno.h>
#include <fcntl.h> 
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>

int
set_interface_attribs (int fd, int speed, int parity)
{
        struct termios tty;
        if (tcgetattr (fd, &tty) != 0)
        {
                error_message ("error %d from tcgetattr", errno);
                return -1;
        }

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

        tty.c_cflag = (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8;     // 8-bit chars
        // disable IGNBRK for mismatched speed tests; otherwise receive break
        // as \000 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 xon/xoff 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)
        {
                error_message ("error %d from tcsetattr", errno);
                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)
        {
                error_message ("error %d from tggetattr", errno);
                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)
                error_message ("error %d setting term attributes", errno);
}


...
char *portname = "/dev/ttyUSB1"
 ...
int fd = open (portname, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
if (fd < 0)
{
        error_message ("error %d opening %s: %s", errno, portname, strerror (errno));
        return;
}

set_interface_attribs (fd, B115200, 0);  // set speed to 115,200 bps, 8n1 (no parity)
set_blocking (fd, 0);                // set no blocking

write (fd, "hello!\n", 7);           // send 7 character greeting

usleep ((7 + 25) * 100);             // sleep enough to transmit the 7 plus
                                     // receive 25:  approx 100 uS per char transmit
char buf [100];
int n = read (fd, buf, sizeof buf);  // read up to 100 characters if ready to read

对速度的值是B115200B230400B9600B19200B38400B57600B1200B2400B4800,等。用于奇偶校验的值0(意味着没有奇偶校验), PARENB|PARODD(启用奇偶并使用奇数), PARENB(启用奇偶校验并使用偶数), PARENB|PARODD|CMSPAR(标记奇偶校验),和PARENB|CMSPAR(空间平价)。

“阻止”设置read()端口上的a是否等待指定数量的字符到达。设置无阻塞意味着read()返回一个可用的字符,而无需等待更多字符,直到缓冲区限制。


附录:

CMSPAR仅在选择标记和空间奇偶校验时才需要,这是罕见的。对于大多数应用程序,可以将其省略。我的头文件仅在/usr/include/bits/termios.h定义CMSPAR了预处理器符号的__USE_MISC情况下才启用定义。该定义发生时(在features.h)与

#if defined _BSD_SOURCE || defined _SVID_SOURCE
 #define __USE_MISC     1
#endif

的介绍性评论<features.h>说:

/* These are defined by the user (or the compiler)
   to specify the desired environment:

...
   _BSD_SOURCE          ISO C, POSIX, and 4.3BSD things.
   _SVID_SOURCE         ISO C, POSIX, and SVID things.
...
 */

1
@wallyk:在我的计算机上没有名为ttyUSB的文件,仅有名为USB的文件是“ usbmon”。但是电脑确实有很多USB端口。那么如何配置它们呢?
2014年

3
@Bas:如果是Linux,请使用命令lsusb查看所有USB设备。如果您的系统具有自定义udev规则,则可以使用不同的名称。/etc/udev/rules.d/ 也许从那里看到您可以选择您要寻找的端口。当然,通过列出然后拔出/插入端口,您可以识别出差异。
wallyk

1
@ wallyk我无法使用空间奇偶校验(PARENB | CMSPRAR)获得任何输出(无法写入)。但是我能够与Mark Parity进行交流。任何想法如何解决呢?
2014年

5
对于这个代码的批评看stackoverflow.com/questions/25996171/...
木屑

2
正如我将数据发送到ttyUSB0设备,它是从我实际使用的tty设备中出来的。我实际上是在使用此代码向自己的终端发送垃圾邮件。以下来自锯末的答案是一种更安全的实施方案。
猫头鹰

50

对于符合POSIX标准的正确设置终端模式POSIX操作系统的串行编程指南中所述的符合POSIX标准的演示代码,提供了以下内容。
它本质上是从其他答案中得出的,但是错误和误导性的评论已得到纠正。

#include <errno.h>
#include <fcntl.h> 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>

int set_interface_attribs(int fd, int speed)
{
    struct termios tty;

    if (tcgetattr(fd, &tty) < 0) {
        printf("Error from tcgetattr: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }

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

    tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);    /* ignore modem controls */
    tty.c_cflag &= ~CSIZE;
    tty.c_cflag |= CS8;         /* 8-bit characters */
    tty.c_cflag &= ~PARENB;     /* no parity bit */
    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;     /* only need 1 stop bit */
    tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;    /* no hardware flowcontrol */

    /* setup for non-canonical mode */
    tty.c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);
    tty.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);
    tty.c_oflag &= ~OPOST;

    /* fetch bytes as they become available */
    tty.c_cc[VMIN] = 1;
    tty.c_cc[VTIME] = 1;

    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) {
        printf("Error from tcsetattr: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    return 0;
}

void set_mincount(int fd, int mcount)
{
    struct termios tty;

    if (tcgetattr(fd, &tty) < 0) {
        printf("Error tcgetattr: %s\n", strerror(errno));
        return;
    }

    tty.c_cc[VMIN] = mcount ? 1 : 0;
    tty.c_cc[VTIME] = 5;        /* half second timer */

    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) < 0)
        printf("Error tcsetattr: %s\n", strerror(errno));
}


int main()
{
    char *portname = "/dev/ttyUSB0";
    int fd;
    int wlen;

    fd = open(portname, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
        printf("Error opening %s: %s\n", portname, strerror(errno));
        return -1;
    }
    /*baudrate 115200, 8 bits, no parity, 1 stop bit */
    set_interface_attribs(fd, B115200);
    //set_mincount(fd, 0);                /* set to pure timed read */

    /* simple output */
    wlen = write(fd, "Hello!\n", 7);
    if (wlen != 7) {
        printf("Error from write: %d, %d\n", wlen, errno);
    }
    tcdrain(fd);    /* delay for output */


    /* simple noncanonical input */
    do {
        unsigned char buf[80];
        int rdlen;

        rdlen = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
        if (rdlen > 0) {
#ifdef DISPLAY_STRING
            buf[rdlen] = 0;
            printf("Read %d: \"%s\"\n", rdlen, buf);
#else /* display hex */
            unsigned char   *p;
            printf("Read %d:", rdlen);
            for (p = buf; rdlen-- > 0; p++)
                printf(" 0x%x", *p);
            printf("\n");
#endif
        } else if (rdlen < 0) {
            printf("Error from read: %d: %s\n", rdlen, strerror(errno));
        } else {  /* rdlen == 0 */
            printf("Timeout from read\n");
        }               
        /* repeat read to get full message */
    } while (1);
}

为了使程序将接收到的数据视为ASCII码,请使用符号DISPLAY_STRING编译程序,例如

 cc -DDISPLAY_STRING demo.c

如果接收到的数据是ASCII文本(而不是二进制数据),并且您希望将其读取为以换行符结尾的行,则请参阅此答案以获取示例程序。


1
可以用cfmakeraw正确的替换很多吗?
CMCDragonkai

我见过的其他示例也使用O_NDELAY或打开端口O_NONBLOCK。该cmrr.umn.edu/~strupp/serial.html提到,如果打开文件描述符与这些标志,那么VTIME将被忽略。那么,使用O_NONBLOCK文件描述符运行与使用文件描述符运行有什么区别VTIME
CMCDragonkai

@CMCDragonkai-它比您编写的内容复杂得多。请参阅stackoverflow.com/questions/25996171/…,其中引用了对此问题的公认答案。顺便说一句,即使您以非阻塞模式打开终端,仍然可以使用fcntl()
锯木屑

对不起,对于新手问题,但是您在哪里退出main中的do while循环或它将永远循环呢?
bakalolo

1
@bakalolo-只是永久地接收和显示的简单演示代码。目的是可移植的代码,它们将编译(无错误)并可靠地工作(与其他答案不同)。可以添加确定消息结束的测试;对于原始数据,消息包的定义取决于协议。或者可以修改此代码以仅将接收到的数据存储在循环缓冲区中,以供另一个线程处理,如此答案中所述
锯末
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