Linux 串口编程记录

电玩女神 2022-03-25 02:39 278阅读 0赞

参考：[https://blog.csdn.net/wangzhen209/article/details/52620906][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][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][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][https_blog.csdn.net_u012010054_article_details_81092579]

#include <termios.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <fcntl.h> 
    #include <linux/kernel.h>
    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/select.h>
    #include <sys/time.h>
     
    char rev_buf[256];
    char databuf[] = {1,2,0x33,0x34,0x35,6,7,11,12,89};
    int uart_fd;
     
    #define DEV_NAME "/dev/ttyUSB0"
     
    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*/
           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*/
    	{
    	
                  perror("tcgetttr");
    			  
                  return -1;
    			  
           }
     
            /*设置字符大小*/
           new_cfg = old_cfg;   
    		
           cfmakeraw(&new_cfg); /*配置为原始模式*/ 
    	   
           new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE; /*用位掩码清空数据位的设置*/  
     
          /*设置波特率*/
           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); //设置输入波特率
    	   
           cfsetospeed(&new_cfg, speed); //设置输出波特率
     
           /*设置数据长度*/
           switch(data_bits)
    	   	
           {
    		case 5:
    			new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
    			new_cfg.c_cflag |= CS5;
    			break;
    		
    		case 6:
    			new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
    			new_cfg.c_cflag |= CS6;
    	   		break;
    		
    		case 7:
    			new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
    			new_cfg.c_cflag |= CS7;
    			break;
     
    		default:			
    		case 8:
    			new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;//屏蔽其它标志位
    			new_cfg.c_cflag |= CS8;
    			break;
    		
           }
     
    	/*设置奇偶校验位*/
    	switch(parity)
    	{
    		default:
    			
    		case 'n':
    			
    		case 'N': //无校验
    			
    		{
    			new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;
    			
    			new_cfg.c_iflag &= ~INPCK;
    		}	
    		break;
     
    		case 'o': //奇校验
    			
    		case 'O':
    			
    		{
    			new_cfg.c_cflag |= (PARODD | PARENB);
    			
    			new_cfg.c_iflag |= INPCK;
    		}		
    		break;
     
    		case 'e': //偶校验
     
    		case 'E':
     
    		{
     
    			new_cfg.c_cflag |=  PARENB;
     
    			new_cfg.c_cflag &= ~PARODD;
     
    			new_cfg.c_iflag |= INPCK;
     
    		}
    		break;
    		
    	}
     
           /*设置停止位*/
           switch(stop_bits)
     
           {
     
    		default:
    		case 1:
    			new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;
    			break;
     
    		case 2:
    			new_cfg.c_cflag |= CSTOPB;
    			break;
    		
           }
     
     
     
          /*设置等待时间和最小接收字符*/
           new_cfg.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */
     
           new_cfg.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 */
     
     
    	/*处理未接收字符*/
    	tcflush(fd, TCIFLUSH); //溢出数据可以接收，但不读
     
     
     
           /* 激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中)
             * TCSANOW：所有改变立即生效
             */
           if((tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg))!= 0)
     
           {
           
                  perror("tcsetattr");
     
                  return -1;
    			  
           }
     
           return 0;
    	   
    }
     
    int Uart_Send(int fd, char *data, int data_len)  
    {  
    	int len = 0;  
       	len = write(fd, data, data_len);
    	
        	if(len == data_len) {  
            	return len;  
        	} else {  
            	tcflush(fd, TCOFLUSH); //TCOFLUSH刷新写入的数据但不传送  
            	return -1;  
        	}  
    } 
     
    int Uart_Recv(int fd, char *rev_buf, int data_len)
    {
    	int len, fs_sel;  
        	fd_set fs_read;  
         
        	struct timeval tv_timeout;  
         
        	FD_ZERO(&fs_read); //清空集合
        	FD_SET(fd,&fs_read); // 将一个给定的文件描述符加入集合之中 
         
        	tv_timeout.tv_sec = 5;  
        	tv_timeout.tv_usec = 0;  
         
    	//使用select实现串口的多路通信  
    	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
    	//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  
    	
    	if(fs_sel)  
    	{  
    		len = read(fd, rev_buf, data_len);  
    		printf("len = %d, fs_sel = %d\n", len, fs_sel);  
    		return len;  
    	}  
        	else  
    	{  
    		return 0;  
    	}       
    }  
     
    int Uart_Init(int fd, int speed, int databits, int parity, int stopbits)
    {
        	//设置串口数据帧格式  
       	 if (Set_Com_Config(fd, speed, databits, parity, stopbits) == 0)  
    	{                                                           
    		return 0;  
    	}  
        	else  
    	{  
    		return  -1;  
    	}  
    }
     
    int Uart_Receive_thread(void)
    {
    	int r_count;
    	while(1)
    	{
    		r_count = Uart_Recv(uart_fd, rev_buf, sizeof(rev_buf));	
    		if(r_count)
    		{
    			for(int i = 0; i < r_count; i++)
    			{
    				printf("rev_buf[%d] = 0x%x\n", i, rev_buf[i]);		
    			}
    		}
    	}
    }
     
    void Uart_Send_thread(void)
    {
    	int s_count;
    	
    	while(1)
    	{
    		sleep(1);
    		printf("This is Uart_Send_thread.\n");
    		s_count = Uart_Send(uart_fd, databuf, strlen(databuf));
    		if(s_count == -1)	
    			printf("Uart_Send Error!\n");
    		else
    			printf("Send %d data successfully!\n", s_count);
    	}	
    }
     
    int main(int argc, char *argv[]) 
    {  
    	pthread_t id_Uart_Receive, id_Uart_Send;
    	int ret1, ret2;
    	
    	uart_fd = open(DEV_NAME, O_RDWR | O_NOCTTY);
        	if(uart_fd == -1)
        	{
            	printf("Uart Open Failed!\n");
            	exit(EXIT_FAILURE);
       	 }
    		
    	if(Uart_Init(uart_fd, 115200, 8, 'E', 1) == -1)
    	{
    		printf("Uart_Init Failed!\n");
    		exit(EXIT_FAILURE);
    	}
    	
    	ret1 = pthread_create(&id_Uart_Receive, NULL, (void *) Uart_Receive_thread, NULL);
    	ret2 = pthread_create(&id_Uart_Send, NULL, (void *) Uart_Send_thread, NULL);
    	
    	if(ret1!=0){
    		printf ("Create Uart_Receive_thread error!\n");
    		close(uart_fd);
    		exit (1);
    	}
    	if(ret2!=0){
    		printf ("Create Uart_Send_thread error!\n");
    		close(uart_fd);
    		exit (1);
    	}
    	while(1)
    	{
    		printf("This is the main process.\n");
    		usleep(1000000);
    	}
    	pthread_join(id_Uart_Receive, NULL);
    	pthread_join(id_Uart_Send, NULL);
    	
    	return 0;
    }

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][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。

[https_blog.csdn.net_wangzhen209_article_details_52620906]: https://blog.csdn.net/wangzhen209/article/details/52620906
[https_blog.csdn.net_hhhlizhao_article_details_53790822]: https://blog.csdn.net/hhhlizhao/article/details/53790822
[https_blog.csdn.net_wilylcyu_article_details_51766283]: https://blog.csdn.net/wilylcyu/article/details/51766283
[https_blog.csdn.net_u012010054_article_details_81092579]: https://blog.csdn.net/u012010054/article/details/81092579
[https_www.cnblogs.com_leechanx_p_3322611.html]: https://www.cnblogs.com/leechanx/p/3322611.html