转载自:http://www.cnblogs.com/lovemo1314/archive/2010/10/29/1864327.html Linux 串口编程 在Linux下编写终端程序时,有规范模式 ,非规范模式(原始模式特殊的非规范模式)之分。不用于终端,而是在串口这种使用情况下,一般设置为原始模式(非规范的一种特殊情况)。但用read()函数,希望从串口接收指定的数量的字符时,往往接收到的实际字符数,都与指定的不同。如本人用read()希望接收 10 bytes的数据,但实验后发现,分了几次才接收到,俩次接收2bytes ,两次接收3bytes。
查阅相关资料得知:
一般地串口的读写模式有直接模式和缓存模式,在直接模式下,串口的读写都是单字节的,也就是说一次的read或write只能操作一个字节; 但是大部份串口芯片都支持缓存模式,缓存模式一般同时支持中断聚合和超时机制,也就是说在有数据时,当缓存满或者超时时间到时,都会触发读或写中断。写的时候可以将要操作的数据先搬到缓存里,然后启动写操作,芯片会自动将一连串的数据写出,在读的时候类似,一次读到的是串口芯片缓存里的数据。串口设备的缓存一般有限,一次能read到的最大字节数就是缓存的容量。所以串口芯片的缓存容量决定了你一次能收到的字节数。本人用一个usb转232来充当串口接收时,发现一次可以接收8个bytes。
对于具体一次传输多少字节也不去追究了,总之通讯过程中无法保证一次发送的数据肯定是一次接收的,所以必须写代码 来一次一次的接收,直到接收满足预定的为止,当然在此过程中得使用select/poll来避免超时接收。即从通讯的角度来说,接受方必须自己解决如何识别一个祯的问题。 (操作串口相当于操作物理层,OSI/ISO模型中的第一层,解决祯同步问题是第二层的任务,所以我们需要自己搭一个第二层。 也就是说:我们需要通过定义通讯协议,规定数据的内容自己分析什么时候收完了一次需要的数据。因为通讯过程中无法保证一次发送的数据肯定是一次接收的)
下面来解决识别帧的问题:
不是编写终端,我们一帮都采用原始模式;进行简单的串口编程,一般设置成阻塞模式,便可以了。但是在大多数应用场合,把串口设置成阻塞模式是很不实用的,如read()时,如果没有数据发来,这程序一直会阻塞在这里(除非用多线程)。因此一般把其设置为非阻塞模式。一般是需要用串口读取指定长度的数据,但是read函数实际读取的数据长度,往往会与指定的不同,所以必须自己编写一个读写N字节数据的函数: 很快想到用个循环,但是循环中必须有 ‘即使一直没有收到指定长度的数据但在一定时间后也必须跳出循环’的机制,否则就与阻塞模式的没有区别了(也就是让函数一直等,等到指定长度数据接收为止)。参考下APUE的程序清单14-11的readn()函数,此函数看似很好,但是它不适合用于串口的读取,因为它一旦if(nread = read(fd, ptr, nleft) < 0) 就立刻会跳出循环,没有丝毫的时间上的容限,而串口的接收必然没有这么快,如若波特率为1200,是比较慢的。俩个字节传输的间隔,其都会被判断为错误而跳出。当然该函数对于读写文件是非常好用的。ssize_t /* Read “n” bytes from a descriptor */ readn(int fd, void *ptr, size_t n) { size_t nleft; ssize_t nread; nleft = n; while (nleft > 0) { if ((nread = read(fd, ptr, nleft)) < 0) { if (nleft == n) return(-1); /* error, return -1 */ else break; /* error, return amount read so far */ } else if (nread == 0) { break; /* EOF */ } nleft -= nread; ptr += nread; } return(n - nleft); /* return >= 0 */ } 再次参考下APUE的tread() 和treadn()函数,这组函数结合了select函数,使得在放弃之前,有了个时间来阻塞。有了一定的时间容限。例如把select中的tv.tv_sec = 1;这样就不会把 原本正常的俩个字节的时间间隔,误判为错误了。
ssize_t
tread(int fd, void *buf, size_t nbytes, unsigned int timout)
{
int nfds; fd_set readfds; struct timeval tv; tv.tv_sec = timout; tv.tv_usec = 0; FD_ZERO(&readfds); FD_SET(fd, &readfds); nfds = select(fd+1, &readfds, NULL, NULL, &tv); if (nfds <= 0) { if (nfds == 0) errno = ETIME; return(-1); } return(read(fd, buf, nbytes));}
ssize_t
treadn(int fd, void *buf, size_t nbytes, unsigned int timout)
{
size_t nleft; ssize_t nread; nleft = nbytes; while (nleft > 0) { if ((nread = tread(fd, buf, nleft, timout)) < 0) { if (nleft == nbytes) return(-1); /* error, return -1 */ else break; /* error, return amount read so far */ } else if (nread == 0) { break; /* EOF */ } nleft -= nread; buf += nread; } return(nbytes - nleft); /* return >= 0 */}
实际应用如:
某个串口通信协议一帧为10个字节,linux 必须接收1帧后去解析该帧的命令。波特率1200 。在linux中必须有个读取一帧数据的函数,该函数不能‘一直等待接收10个字节’,而必须在一定时间内没有收到完整的一帧就放弃该帧,这样才能防止对方发送错误或者通信中的错误带来的问题。 利用treadn()很好的配合该思路的实现。可以定时限为10ms。如果超过10ms(可以设置长点)这treadn()也会返回,这时判断如果实际收到的数据小于10,则丢弃即可。本人用1200的波特率,tv设置成了500us,工作的很好。
最后贴一个经典的串口编程基础:
1.串口操作需要的头文件
#include
