Linux 环境下串口通信的编程

作者：david zhou
原文地址：http://blog.tom.com/blog/read.php?bloggerid=611041&blogid=30021

    串口设备无论是在工控领域，还是在嵌入式设备领域，应用都非常广泛。而串口编程也就显得必不可少。偶然的一次机会，需要使用串口，而且操作系统还要求是Linux，因此，趁着这次机会，综合别人的代码，进行了一次整理和封装。
    具体的封装格式为C代码，这样做是为了很好的移植性，使它可以在C和C++环境下，都可以编译和使用。代码的头文件如下：

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//filename:stty.h
#ifndef __STTY_H__
#define __STTY_H__

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>
#include <pthread.h>
//
// 串口设备信息结构
typedef struct tty_info_t
{
    int fd;                // 串口设备ID 网管联盟bitsCN_com
    pthread_mutex_t mt;    // 线程同步互斥对象
    char name[24];        // 串口设备名称，例："/dev/ttyS0"
    struct termios ntm;    // 新的串口设备选项
    struct termios otm;    // 旧的串口设备选项
} TTY_INFO;
//
// 串口操作函数
TTY_INFO *readyTTY(int id);
int setTTYSpeed(TTY_INFO *ptty, int speed);
int setTTYParity(TTY_INFO *ptty,int databits,int parity,int stopbits);
int cleanTTY(TTY_INFO *ptty);
int sendnTTY(TTY_INFO *ptty,char *pbuf,int size);
int recvnTTY(TTY_INFO *ptty,char *pbuf,int size);
int lockTTY(TTY_INFO *ptty);
int unlockTTY(TTY_INFO *ptty);

#endif


    从头文件中的函数定义不难看出，函数的功能，使用过程如下：
（1） 打开串口设备，调用函数setTTYSpeed（）；
（2） 设置串口读写的波特率，调用函数setTTYSpeed（）；
（3） 设置串口的属性，包括停止位、校验位、数据位等，调用函数setTTYParity（）；
（4） 向串口写入数据，调用函数sendnTTY（）； 网管下载dl.bitscn.com
（5） 从串口读出数据，调用函数recvnTTY（）；
（6） 操作完成后，需要调用函数cleanTTY（）来释放申请的串口信息接口；
其中，lockTTY（）和unlockTTY（）是为了能够在多线程中使用。在读写操作的前后，需要锁定和释放串口资源。
    具体的使用方法，在代码实现的原文件中，main（）函数中进行了演示。下面就是源代码文件：

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//stty.c

#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "stty.h"

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 初始化串口设备并进行原有设置的保存
TTY_INFO *readyTTY(int id)
{
    TTY_INFO *ptty;

    ptty = (TTY_INFO *)malloc(sizeof(TTY_INFO));
    if(ptty == NULL)
        return NULL;
    memset(ptty,0,sizeof(TTY_INFO));
    pthread_mutex_init(&ptty->mt,NULL);
    sprintf(ptty->name,"/dev/ttyS%d",id);
    //

    // 打开并且设置串口
    ptty->fd = open(ptty->name, O_RDWR | O_NOCTTY |O_NDELAY);
    if (ptty->fd <0)
    {
        free(ptty);
        return NULL;
    }
    //
    // 取得并且保存原来的设置
    tcgetattr(ptty->fd,&ptty->otm);
    return ptty;
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 清理串口设备资源
int cleanTTY(TTY_INFO *ptty)
{
    //
    // 关闭打开的串口设备
    if(ptty->fd>0)
    {
        tcsetattr(ptty->fd,TCSANOW,&ptty->otm);
        close(ptty->fd);
        ptty->fd = -1;
        free(ptty);
        ptty = NULL;
    }

    return 0;
}

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///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 设置串口通信速率
// ptty 参数类型(TTY_INFO *),已经初始化的串口设备信息结构指针
// speed 参数类型(int),用来设置串口的波特率
// return 返回值类型(int),函数执行成功返回零值，否则返回大于零的值
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int setTTYSpeed(TTY_INFO *ptty, int speed)
{
    int i;
    //
    // 进行新的串口设置,数据位为8位
    bzero(&ptty->ntm, sizeof(ptty->ntm));
    tcgetattr(ptty->fd,&ptty->ntm);
    ptty->ntm.c_cflag = /*CS8 |*/ CLOCAL | CREAD;

    switch(speed)
    {
    case 300:
        ptty->ntm.c_cflag |= B300;
        break;
    case 1200:
        ptty->ntm.c_cflag |= B1200;
        break;
    case 2400: 网管下载dl.bitscn.com
        ptty->ntm.c_cflag |= B2400;
        break;
    case 4800:
        ptty->ntm.c_cflag |= B4800;
        break;
    case 9600:
        ptty->ntm.c_cflag |= B9600;
        break;
    case 19200:
        ptty->ntm.c_cflag |= B19200;
        break;
    case 38400:
        ptty->ntm.c_cflag |= B38400;
        break;
    case 115200:
        ptty->ntm.c_cflag |= B115200;
        break;
    }
    ptty->ntm.c_iflag = IGNPAR;
    ptty->ntm.c_oflag = 0;
    //
    //
    tcflush(ptty->fd, TCIFLUSH);
    tcsetattr(ptty->fd,TCSANOW,&ptty->ntm);
    // 网管u家u.bitscn@com
    //
    return 0;
}

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