Linux 串口编程记录

电玩女神 2022-03-25 02:39 358阅读 0赞

参考：https://blog.csdn.net/wangzhen209/article/details/52620906

执笔时间：2019.1.18

一、安装串口驱动

在 /dev/目录中 tty* ttys* 的文件为串口设备的驱动文件，现在的笔记本和台式机很多已经不在自带串口，我用了USB-串口的数据线，此时驱动为ttyUSB*，我用的Ubuntu 18.04 内核中已经自带USB-串口的驱动文件，不过没有编译。如果直接使用串口线，而没有用到USB转串口设备，就不需要安装驱动。

1、如果使用了USB转串口，一般情况下也不需要安装驱动了，目前linux系统已经包含了该驱动，可以自动识别，亦可通过以下命令查看以便确认是否支持。

lsmod | grep usbserial

如果输出内容中包含 usbserial 说明能正确识别该设备，否则安装该设备的驱动。

参考：https://blog.csdn.net/hhhlizhao/article/details/53790822

输入 dmesg | tail -f

若出现类似

[ 8697.367818] usb 1-2: Detected FT232RL
[ 8697.368307] usb 1-2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0

的信息，说明USB转串口的驱动已经加载，可以直接使用。

注意：默认情况下ubuntu已经安装了USB转串口驱动(pl2303)。

2、插上USB转串口，在终端输入命令#dmesg | grep ttyUSB0，如果出现连接成功信息，则说明ubuntu系统已经识别该设备了。

注意：虚拟机环境下的ubuntu默认情况下是不能自动识别的，需要在虚拟机窗口右下角点击”Prolific USB-Serial Controller”，然后选择”Connect (Disconnect from Host)”，这样才能被ubuntu系统识别。

3、在上面minicom的配置中设置Serial Device: /dev/ttyUSB0，重启开发板，这样基本上就可以正常使用minicom来打印串口信息了。

4、问题
如果经过上面的步骤minicom还是不能正常工作，出现如下错误提示：
# sudo minicom
minicom: cannot open /dev/ttyUSB0: 没有该文件或目录

这时可以尝试换一个USB口，然后再次操作以上流程。如果还是提示这个错误，那么可以使用下面的方法来解决。

这 种方法是在硬件里添加串口设备，将window下的设备添加到虚拟机里。也就是说，要在window获得焦点的时候加入usb转串口，然后再到虚拟机下将 这个设备添加进去，这时就可以在ubuntu下查看添加的这个设备的设备文件，一般是/dev/tty0或者 /dev/ttyS0。

这种方法其实是将window的usb转串口作为虚拟机的串口，所以就是tty0或者ttyS0了，而不是真正在ubuntu下加载的。

具体步骤如下：
（1）打开虚拟机环境，然后选择”VM—>Settings(Ctrl+D)”。
（2）点”Add”，进入添加硬件向导，选择”Serial Port”，点”Next”。
（3）选择第一项”Use physical port on the host”，点”Next”。
（4）选择”Physical serial port”方式为”Auto detect”，勾选”Connect at power on”，点”Finish”完成。

二、串口测试

现在已经有很多linux串口调试工具，https://blog.csdn.net/wilylcyu/article/details/51766283

其中cutecom简单实用，界面友好，适合类似我这种Linux入门的同志使用。

安装 cutecom ：sudo apt-get install cutecom

打开程序：sudo cutecom

点开右上角settings，设置合适自己的参数，重点是设备选取一定要正确

我的是 /dev/ttyUSB0

点击Open打开串口，在input栏输入内容按Enter即可令串口发送数据

将串口的第二、第三脚短接，再次发送数据，即可在接受栏中看到发送的数据

证明串口设备正常发、收数据。

三、串口编程

参考：https://blog.csdn.net/u012010054/article/details/81092579

  1. #include <termios.h>
  2. #include <unistd.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <fcntl.h> 
  5. #include <linux/kernel.h>
  6. #include <stdio.h>
  7. #include <pthread.h>
  8. #include <string.h>
  9. #include <sys/select.h>
  10. #include <sys/time.h>
  12. char rev_buf[256];
  13. char databuf[] = {1,2,0x33,0x34,0x35,6,7,11,12,89};
  14. int uart_fd;
  16. #define DEV_NAME "/dev/ttyUSB0"
  18. int Set_Com_Config(int fd, int baud_rate, int data_bits, char parity, int stop_bits)
  19. {
  20.        struct termios new_cfg, old_cfg;
  22.        int speed;
  24.        /*保存并测试现有串口参数设置，在这里如果串口号等出错，会有相关出错信息*/
  25.        if(tcgetattr(fd, &old_cfg) != 0)       /*该函数得到fd指向的终端配置参数，并将它们保存到old_cfg变量中，成功返回0，否则-1*/
  26.     {
  28.               perror("tcgetttr");
  30.               return -1;
  32.        }
  34.         /*设置字符大小*/
  35.        new_cfg = old_cfg;   
  37.        cfmakeraw(&new_cfg); /*配置为原始模式*/ 
  39.        new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE; /*用位掩码清空数据位的设置*/  
  41.       /*设置波特率*/
  42.        switch(baud_rate)
  44.        {
  45.         case 2400:
  46.             speed = B2400;            
  47.             break;
  49.         case 4800:            
  50.             speed = B4800;            
  51.             break;
  53.         case 9600:
  54.             speed = B9600;            
  55.             break;
  57.         case 19200:            
  58.             speed = B19200;            
  59.             break;
  61.         case 38400:            
  62.             speed = B38400;            
  63.             break;
  65.         default:            
  66.         case 115200:            
  67.             speed = B115200;            
  68.             break;
  70.        }
  72.        cfsetispeed(&new_cfg, speed); //设置输入波特率
  74.        cfsetospeed(&new_cfg, speed); //设置输出波特率
  76.        /*设置数据长度*/
  77.        switch(data_bits)
  79.        {
  80.         case 5:
  81.             new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
  82.             new_cfg.c_cflag |= CS5;
  83.             break;
  85.         case 6:
  86.             new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
  87.             new_cfg.c_cflag |= CS6;
  88.                break;
  90.         case 7:
  91.             new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
  92.             new_cfg.c_cflag |= CS7;
  93.             break;
  95.         default:            
  96.         case 8:
  97.             new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
  98.             new_cfg.c_cflag |= CS8;
  99.             break;
  101.        }
  103.     /*设置奇偶校验位*/
  104.     switch(parity)
  105.     {
  106.         default:
  108.         case 'n':
  110.         case 'N': //无校验
  112.         {
  113.             new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;
  115.             new_cfg.c_iflag &= ~INPCK;
  116.         }    
  117.         break;
  119.         case 'o': //奇校验
  121.         case 'O':
  123.         {
  124.             new_cfg.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
  126.             new_cfg.c_iflag |= INPCK;
  127.         }        
  128.         break;
  130.         case 'e': //偶校验
  132.         case 'E':
  134.         {
  136.             new_cfg.c_cflag |=  PARENB;
  138.             new_cfg.c_cflag &= ~PARODD;
  140.             new_cfg.c_iflag |= INPCK;
  142.         }
  143.         break;
  145.     }
  147.        /*设置停止位*/
  148.        switch(stop_bits)
  150.        {
  152.         default:
  153.         case 1:
  154.             new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;
  155.             break;
  157.         case 2:
  158.             new_cfg.c_cflag |= CSTOPB;
  159.             break;
  161.        }
  165.       /*设置等待时间和最小接收字符*/
  166.        new_cfg.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */
  168.        new_cfg.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 */
  171.     /*处理未接收字符*/
  172.     tcflush(fd, TCIFLUSH); //溢出数据可以接收，但不读
  176.        /* 激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中)
  177.          * TCSANOW：所有改变立即生效
  178.          */
  179.        if((tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg))!= 0)
  181.        {
  183.               perror("tcsetattr");
  185.               return -1;
  187.        }
  189.        return 0;
  191. }
  193. int Uart_Send(int fd, char *data, int data_len)  
  194. {  
  195.     int len = 0;  
  196.        len = write(fd, data, data_len);
  198.         if(len == data_len) {  
  199.             return len;  
  200.         } else {  
  201.             tcflush(fd, TCOFLUSH); //TCOFLUSH刷新写入的数据但不传送  
  202.             return -1;  
  203.         }  
  204. } 
  206. int Uart_Recv(int fd, char *rev_buf, int data_len)
  207. {
  208.     int len, fs_sel;  
  209.         fd_set fs_read;  
  211.         struct timeval tv_timeout;  
  213.         FD_ZERO(&fs_read); //清空集合
  214.         FD_SET(fd,&fs_read); // 将一个给定的文件描述符加入集合之中 
  216.         tv_timeout.tv_sec = 5;  
  217.         tv_timeout.tv_usec = 0;  
  219.     //使用select实现串口的多路通信  
  220.     fs_sel = select(fd + 1, &fs_read, NULL, NULL, &tv_timeout); //如果select返回值大于0，说明文件描述符发生了变化
  221.     //printf("fs_sel = %d\n",fs_sel);  //如果返回0，代表在描述符状态改变前已超过timeout时间,错误返回-1  
  223.     if(fs_sel)  
  224.     {  
  225.         len = read(fd, rev_buf, data_len);  
  226.         printf("len = %d, fs_sel = %d\n", len, fs_sel);  
  227.         return len;  
  228.     }  
  229.         else  
  230.     {  
  231.         return 0;  
  232.     }       
  233. }  
  235. int Uart_Init(int fd, int speed, int databits, int parity, int stopbits)
  236. {
  237.         //设置串口数据帧格式  
  238.         if (Set_Com_Config(fd, speed, databits, parity, stopbits) == 0)  
  239.     {                                                           
  240.         return 0;  
  241.     }  
  242.         else  
  243.     {  
  244.         return  -1;  
  245.     }  
  246. }
  248. int Uart_Receive_thread(void)
  249. {
  250.     int r_count;
  251.     while(1)
  252.     {
  253.         r_count = Uart_Recv(uart_fd, rev_buf, sizeof(rev_buf));    
  254.         if(r_count)
  255.         {
  256.             for(int i = 0; i < r_count; i++)
  257.             {
  258.                 printf("rev_buf[%d] = 0x%x\n", i, rev_buf[i]);        
  259.             }
  260.         }
  261.     }
  262. }
  264. void Uart_Send_thread(void)
  265. {
  266.     int s_count;
  268.     while(1)
  269.     {
  270.         sleep(1);
  271.         printf("This is Uart_Send_thread.\n");
  272.         s_count = Uart_Send(uart_fd, databuf, strlen(databuf));
  273.         if(s_count == -1)    
  274.             printf("Uart_Send Error!\n");
  275.         else
  276.             printf("Send %d data successfully!\n", s_count);
  277.     }    
  278. }
  280. int main(int argc, char *argv[]) 
  281. {  
  282.     pthread_t id_Uart_Receive, id_Uart_Send;
  283.     int ret1, ret2;
  285.     uart_fd = open(DEV_NAME, O_RDWR | O_NOCTTY);
  286.         if(uart_fd == -1)
  287.         {
  288.             printf("Uart Open Failed!\n");
  289.             exit(EXIT_FAILURE);
  290.         }
  292.     if(Uart_Init(uart_fd, 115200, 8, 'E', 1) == -1)
  293.     {
  294.         printf("Uart_Init Failed!\n");
  295.         exit(EXIT_FAILURE);
  296.     }
  298.     ret1 = pthread_create(&id_Uart_Receive, NULL, (void *) Uart_Receive_thread, NULL);
  299.     ret2 = pthread_create(&id_Uart_Send, NULL, (void *) Uart_Send_thread, NULL);
  301.     if(ret1!=0){
  302.         printf ("Create Uart_Receive_thread error!\n");
  303.         close(uart_fd);
  304.         exit (1);
  305.     }
  306.     if(ret2!=0){
  307.         printf ("Create Uart_Send_thread error!\n");
  308.         close(uart_fd);
  309.         exit (1);
  310.     }
  311.     while(1)
  312.     {
  313.         printf("This is the main process.\n");
  314.         usleep(1000000);
  315.     }
  316.     pthread_join(id_Uart_Receive, NULL);
  317.     pthread_join(id_Uart_Send, NULL);
  319.     return 0;
  320. }

存为文件Comtest.c，用gcc编译：

gcc -o ComTest ComTest.c

报错:

ComTest.c:(.text+0x6a8)：对‘pthread_create’未定义的引用
ComTest.c:(.text+0x6c8)：对‘pthread_create’未定义的引用

参考：https://www.cnblogs.com/leechanx/p/3322611.html

这是因为linux标准库没有pthread.h，需要在运行参数中指定需要动态加载的库

在编译命令末尾加上 -lpthread

gcc -o ComTest ComTest.c -lpthread

编译成功。

运行ComTest程序，此处需要使用超级管理员权限：

sudo ./ComTest

串口不断发送数据：

This is the main process.
This is Uart_Send_thread.
Send 10 data successfully!
This is the main process.
This is Uart_Send_thread.
Send 10 data successfully!

短接串口2、3引脚后：

This is the main process.
This is Uart_Send_thread.
Send 10 data successfully!
len = 10, fs_sel = 1
rev_buf[0] = 0x1
rev_buf[1] = 0x2
rev_buf[2] = 0x33
rev_buf[3] = 0x34
rev_buf[4] = 0x35
rev_buf[5] = 0x6
rev_buf[6] = 0x7
rev_buf[7] = 0xb
rev_buf[8] = 0xc
rev_buf[9] = 0x59

成功实现Linux下串口设备C语言编程调试。

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