Linux C 串口属性设置
1.?屬性描述
串口屬于終端設備，其接口屬性用termios結構描述，如程序清單13.9所示。
程序清單13.9termios結構
struct?termios?{
tcflag_t??c_cflag/*?控制標志*/
tcflag_t??c_iflag;/*?輸入標志*/
tcflag_t??c_oflag;/*?輸出標志*/
tcflag_t??c_lflag;/*?本地標志*/
tcflag_t??c_cc[NCCS];/*?控制字符*/
};
粗略而言，控制標志影響到RS-232串行線（如：忽略調制解調器的狀態線、每個字符需要一個或兩個停止位等），輸入標志由終端設備驅動程序用來控制字符的輸入（如：剝除輸入字節的第8位，允許輸入奇偶校驗等），輸出控制則控制驅動程序輸出（如：執行輸出處理、將換行符映射為CR/LF等），本地標志影響驅動程序和用戶之間的接口（如：本地回顯的開和關等），c_cc數組則包含了所有可以更改的特殊字符。
（1）控制標志
c_cflag成員控制著波特率、數據位、奇偶校驗、停止位以及流控制，表13.4列出了c_cflag可用的部分選項。
| 標志 | 說明 | 標志 | 說明 |
| CBAUD? | 波特率位屏蔽? | CSIZE? | 數據位屏蔽? |
| B0? | 0位/秒（掛起）? | CS5? | 5位數據位? |
| B110? | 100位/秒? | CS6? | 6位數據位? |
| B134? | 134位/秒? | CS7? | 7位數據位? |
| B1200? | 1200位/秒? | CS8? | 8位數據位? |
表13.4c_cflag部分可用選項
| B2400? | 2400位/秒? | CSTOPB? | 2位停止位，否則為1位? |
| B4800? | 4800位/秒? | CREAD? | 啟動接收? |
| B9600? | 9600位/秒? | PARENB? | 進行奇偶校驗? |
| B19200? | 19200位/秒? | PARODD? | 奇校驗，否則為偶校驗? |
| B57600? | 57600位/秒? | HUPCL? | 最后關閉時斷開? |
| B115200? | 115200位/秒? | CLOCAL? | 忽略調制調解器狀態行? |
| B460800? | 460800位/秒? | —? | —? |
????c_cflag成員的CREAD和CLOCAL選項通常是要啟用的，這兩個選項使驅動程序啟動接收字符裝置，同時忽略串口信號線的狀態。
（2）輸入標志
c_iflag成員負責控制串口輸入數據的處理，表13.5所示是c_iflag的部分可用標志。
表13.5c_iflag標志
| .標志 | 說明 |
| INPCK? | 打開輸入奇偶校驗? |
| IGNPAR? | 忽略奇偶錯字符? |
| PARMRK? | 標記奇偶錯? |
| ISTRIP? | 剝除字符第8位? |
| IXON? | 啟用/停止輸出控制流起作用? |
| IXOFF? | 啟用/停止輸入控制流起作用? |
| IGNBRK? | 忽略BREAK條件? |
| INLCR? | 將輸入的NL轉換為CR? |
| IGNCR? | 忽略CR? |
| ICRNL? | 將輸入的CR轉換為NL? |
設置輸入校驗
當c_cflag成員的PARENB（奇偶校驗）選項啟用時，c_iflag的也應啟用奇偶校驗選項。操作方法是啟用INPCK和ISTRIP選項：
options.c_iflag?|=?(INPCK?|?ISTRIP);
注意：IGNPAR選項在一些場合的應用帶有一定的危險性，它指示串口驅動程序忽略奇偶校驗錯誤，也就是說，IGNPAR使奇偶校驗出錯的字符也通過輸入。這在測試通信鏈路的質量時也許有用，但在通常的數據通信應用中不應使用。
設置軟件流控制
使用軟件流控制是啟用IXON、IXOFF和IXANY選項：
options.c_iflag?|=?(IXON?|?IXOFF?|?IXANY);
相反，要禁用軟件流控制是禁止上面的選項：
options.c_iflag?&=?~(IXON?|?IXOFF?|?IXANY);
?
（3）輸出標志
c_oflag成員管理輸出過濾，如表13.6所示是c_oflag成員的部分選項標志。
表13.6c_oflag標志
| 標志 | 說明 |
| BSDLY | 退格延遲屏蔽 |
| CMSPAR | 標志或空奇偶性 |
| CRDLY | CR延遲屏蔽 |
| FFDLY | 換頁延遲屏蔽 |
| OCRNL | 將輸出的CR轉換為NL |
| OFDEL | 填充符為DEL，否則為NULL |
| OFILL | 對于延遲使用填充符 |
| OLCUC | 將輸出的小寫字符轉換為大寫字符 |
| ONLCR | 將NL轉換為CR-NL |
| ONLRET | NL執行CR功能 |
| ONOCR | 在0列不輸出CR |
| OPOST | 執行輸出處理 |
| OXTABS | 將制表符擴充為空格 |
?
啟用輸出處理
啟用輸出處理需要在c_oflag成員中啟用OPOST選項，其操作方法如下：
options.c_oflag?|=?OPOST;
使用原始輸出
使用原始輸出，就是禁用輸出處理，使數據能不經過處理、過濾地完整地輸出到串口接口。當OPOST被禁止，c_oflag其它選項也被忽略，其操作方法如下：
options.c_oflag?&=?~OPOST;
?
（4）本地標志
本地標志c_lflag控制著串口驅動程序如何管理輸入的字符，如表13.7所示是c_lflag的部分可用標志。
表13.7c_lflag標志
| 標志 | 說明 |
| ISIG? | 啟用終端產生的信號? |
| ICANON? | 啟用規范輸入? |
| XCASE? | 規范大/小寫表示? |
| ECHO? | 進行回送? |
| ECHOE? | 可見擦除字符? |
| ECHOK? | 回送kill符? |
| ECHONL? | 回送NL? |
| NOFLSH? | 在中斷或退出鍵后禁用刷清? |
| IEXTEN? | 啟用擴充的輸入字符處理? |
| ECHOCTL? | 回送控制字符為^(char)? |
| ECHOPRT? | 硬拷貝的可見擦除方式? |
| ECHOKE? | Kill的可見擦除? |
| PENDIN? | 重新打印未決輸入? |
| TOSTOP? | 對于后臺輸出發送SIGTTOU? |
?
選擇規范模式
規范模式是行處理的。調用read讀取串口數據時，每次返回一行數據。當選擇規范模式時，需要啟用ICANON、ECHO和ECHOE選項：
options.c_lflag?|=?(ICANON?|?ECHO?|?ECHOE);
當串口設備作為用戶終端時，通常要把串口設備配置成規范模式。
選擇原始模式
在原始模式下，串口輸入數據是不經過處理的，在串口接口接收的數據被完整保留。要使串口設備工作在原始模式，需要關閉ICANON、ECHO、ECHOE和ISIG選項，其操作方法如下：
options.c_lflag?&=?~(ICANON?|?ECHO?|?ECHOE?|?ISIG);
?
（4）控制字符組
c_cc數組的長度是NCCS，一般介于15-20之間。c_cc數組的每個成員的下標都用一個宏表示，表13.8列出了c_cc的部分下標標志名及其對應說明。
表13.8c_cc標志
| 標?志? | 說?明? |
| VINTR? | 中斷? |
| VQUIT? | 退出? |
| VERASE? | 擦除? |
| VEOF? | 行結束? |
| VEOL? | 行結束? |
| VMIN? | 需讀取的最小字節數? |
| VTIME? | 與“VMIN”配合使用，是指限定的傳輸或等待的最長時間? |
?
在規范模式下，調用read讀取串口數據時，通常是返回一行數據。而在原始模式下，串口輸入數據是不分行的。在原始模式下，返回讀取數據的數量需要考慮兩個變量：MIN和TIME。MIN和TIME在c_cc數組中的下標名為VMIN和VTIME。
MIN是指一次read調用期望返回的最小字節數。TIME與MIN組合使用，其具體含義分以下四種情形：
1）當MIN?>?0，TIME?>?0時
TIME為接收到第一個字節后允許的數據傳輸或等待的最長分秒數（1分秒=?0.1秒）。定時器在收到第一個字節后啟動，在計時器超時之前，若已收到MIN個字節，則read返回MIN個字節，否則，在計時器超時后返回實際接收到的字節。
注意：因為只有在接收到第一個字節時才啟動，所以至少可以返回1個字節。這種情形中，在接到第一個字節之前，調用者阻塞。如果在調用read時數據已經可用，則如同在read后數據立即被接到一樣。?
2）當MIN?>?0，TIME?=?0時
MIN個字節完整接收后，read才返回，這可能會造成read無限期地阻塞。
3）當MIN?=?0,?TIME?>?0時
TIME為允許等待的最大時間，計時器在調用read時立即啟動，在串口接到1字節數據或者計時器超時后即返回，如果是計時器超時，則返回0。
4）當MIN?=?0，TIME?=?0時
如果有數據可用，則read最多返回所要求的字節數，如果無數據可用，則read立即返回0。
?
2.?屬性設置
使用函數tcgetattr和tcsetattr可以獲取和設置串口termios結構屬性，如程序清單13.10所示。
程序清單13.10設置和獲取termios結構屬性
#include?<termios.h>/*?使用終端接口函數需要使用此頭文件*/
int?tcgetattr(int?fd,?struct?termios?*termptr);
int?tcsetattr(int?fd,?int?opt,?const?struct?termios?*termptr);
其中：fd為串口設備文件描述符，termptr參數在tcgetattr函數中是用于存放串口設置的termios結構體，opt是整形變量，使用方法如下：
1）TCSANOW：更改立即發生；
2）TCSADRAIN：發送了所有輸出后更改才發生，若更改輸出參數則應用此選項；
3）TCSAFLUSH：發送了所有輸出后更改才發生，更進一步，在更改發生時未讀的所有輸入數據被刪除（Flush）。
在串口驅動程序里，有輸入緩沖區和輸出緩沖區。在改變串口屬性時，緩沖區中的數據可能還存在，這時需要考慮到更改后的屬性什么時候起作用。tcsetattr的參數opt可以指定在什么時候新的串口屬性才起作用。
上述兩函數執行時，若成功則返回0，若出錯則返回-1。
掌握了如何獲取和設置串口的屬性結構后，下面將介紹串口主要屬性的修改，即修改termios結構體的成員。
termios結構體的各個成員的各個選項中除需要用屏蔽標志的選項外（如波特率選項、數據位選項等），都是按位表示的，對這些選項的設置或清除可以直接用“^”或“&”邏輯運算來完成。
需要用屏蔽標志的選項的話則需要先用“&”運算清除原設置，再用“^”運算設置新選項。例如，為了設置字符長度，需先用字符長度屏蔽標志CSIZE將表示字符長度的位清0，然后再將對應位設置為CS5、CS6、CS7或CS8。
（1）設置波特率
串口的輸入和輸出波特率可分別用cfsetispeed()和cfsetospeed()函數來設置，如程序清單13.11所示。
程序清單13.11設置串口輸入/輸出波特率函數
#include?<termios.h>
int?cfsetispeed(struct?termios?*termptr,?speed_t?speed);
int?cfsetospeed(struct?termios?*termptr,?speed_t?speed);
這兩個函數若執行成功返回0，若出錯則返回-1。
使用這兩個函數時，應當理解輸入、輸出波特率是存在串口設備termios結構中的。在調用任一cfset函數之前，先要用tcgetattr獲得設備的termios結構。與此類似，在調用任一cfset函數后，波特率都被設置到termios結構中。為使這種更改影響到設備，應當調用tcsetattr函數。操作方法如程序清單13.12所示。
程序清單13.12設置波特率示例
if?(tcgetattr(fd,?&opt)<?0)?{
return?ERROR;
}
cfsetispeed(&opt,?B9600);
cfsetospeed(&opt,?B9600);
if?(tcsetattr(fd,???TCSANOW,???&opt)<0)?{
return???ERROR;
}
（2）設置數據位
設置數據位不需要專用的函數，只需要在設置數據位之前用數據位屏蔽標志（CSIZE）把對應數據位清零，然后再設置新的數據位即可，如下所示：
options.c_cflag?&=?~CSIZE;/*?先把數據位清零*/
options.c_cflag?|=?CS8;/*?把數據位設置為8位*/
（3）設置奇偶校驗
正如設置數據位一樣，設置奇偶校驗是在直接在cflag成員上設置。下面是各種類型的校驗設置方法。
?
1）無奇偶校驗（8N1）：
options.c_cflag?&=?~PARENB;
options.c_cflag?&=?~CSTOPB;
options.c_cflag?&=?~CSIZE;
options.c_cflag?|=?CS8;
2）7位數據位奇偶校驗（7E1）：
options.c_cflag?|=?PARENB;
options.c_cflag?&=?~PARODD;
options.c_cflag?&=?~CSTOPB;
options.c_cflag?&=?~CSIZE;
options.c_cflag?|=?CS7;
3）奇校驗（7O1）：
options.c_cflag|=?PARENB;
options.c_cflag?|=?PARODD;
options.c_cflag?&=?~CSTOPB;
options.c_cflag?&=?~CSIZE;
options.c_cflag?|=?CS7;
?
串口設置示例：
static?int?UART2_Init(void)
{
????struct?termios?opt;?//屬性描述
????fdUart2?=?open(DEV_UART2,?O_RDWR?|?O_NOCTTY);?????????????
????if(fdUart2?<?0)?
????{
????????perror(DEV_UART2);
????????return?-1;
????}
?
????tcgetattr(fdUart2,?&opt);?????//獲取串口屬性結構體對象
????cfsetispeed(&opt,?B38400);?????//設置輸入波特率
????cfsetospeed(&opt,?B38400);?????//設置輸出波特率
?
????/*?raw?mode?*/???//偶校驗
?
????opt.c_lflag???&=???~(ECHO?|?ICANON?|?IEXTEN?|ISIG);?//設置本地標志：不進行回送，關閉規范輸入，關閉擴充輸入字符處理，關閉終端產生的信號
????opt.c_iflag???&=??~(IXON?|?ISTRIP);???????//?關閉輸出流控制,?不剝除第8位
????opt.c_iflag???|=?(ICRNL?|?BRKINT?|?INPCK);//?將輸入的CR轉換為NL，使得輸入和輸出隊列被刷新?，打開奇偶校驗
????opt.c_oflag???&=???~(OPOST);??????????????//?設置輸出標志：不執行輸出處理
????opt.c_cflag???&=???~(PARODD?|?CSIZE);?????//?關閉輸入輸出是奇校驗?，使用屏蔽位
????opt.c_cflag???|=???(CS8?|?CLOCAL?|?CREAD?|?PARENB);//8位數據位，保證程序不會占用串口，能夠從串口讀取輸入數據，允許輸出產生奇偶信息以及輸入的奇偶校驗
?
????/*'DATA_LEN'?bytes?can?be?read?by?serial*/
?
????opt.c_cc[VMIN]???=???DATA_LEN;???//讀取字符的最少個數???????????????????????????????????
????opt.c_cc[VTIME]??=???1;????????//讀取一個字符等待1*（1/10）s
????
????tcflush(fdUart2,TCIOFLUSH);??//清空所有正在發生的IO數據
????
????if?(tcsetattr(fdUart2,?TCSANOW,?&opt)?<?0)?//激活配置（將修改后的termios數據設置到串口）
????{
????????return???-1;
????}
?
????return?fdUart2;
}
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux C 串口属性设置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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