0 引言

串口大家一定不会陌生了（如果需要进一步了解的话可以看下这篇博文），开发中对我们调试非常重要，在单片机中，我们可以直接对寄存器和串口中断直接操作。在Linux串口编程中，串口的驱动一般是不用我们自己去写的，对应的硬件原厂或者原生态Linux内核已经带有串口驱动了，我们直接用就可以，既然是用，抓住两个重点就行：如何初始化串口、如何读写。

1 串口编程的流程

串口也是一种字符设备，串口编程的流程包括：

打开串口：open函数初始化串口：自定义个函数，需要设置波特率、数据位、校验位等发送和接收数据：write和read函数关闭串口：close函数

1.1 打开串口

一般Linux系统中，在/dev目录下都会有tty*的设备节点，启动开发板，超级中输入命令查看如下，列出了多种形式的设备节点，我们用的开发板中，串口设备节点使用的是ttySAC*系列，即ttySAC0-ttySAC3。

我们目前连接超级终端用的是ttySAC2串口，在此演示我们用另外一个串口ttySAC3，所以需要再备一根串口线，同时PC端用串口调试助手连接此串口。

打开串口使用的是open函数，跟其他字符类设备一样，这里不再赘述了。

1.2 初始化串口

Linux下串口初始化流程：

获取需要配置的串口句柄fd；定义新旧两个termios结构体；使用tcgetattr函数获取当前串口配置参数，用于检测；设置需要的参数：波特率、停止位、校验位等；使用tcflush函数清除寄存器；使用tcsetattr函数设置新的参数。

以上流程中涉及到一个关键结构体和若干操作函数，下面分别总结下。

1.2.1 termios结构体

termios是串口参数设置的结构体，串口初始化时需要将参数传递到内核中，该结构体在内核源码的 arch\arm\include\asm\termios.h中定义：

1.2.2 关键函数

（1）tcgetattr函数

作用：读取当前串口的配置参数，一般用于先确认该串口是否能够配置，做检测用头文件：#include <termios.h>、#include <unistd.h>原型：int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p)参数：fd，是open函数返回的文件句柄，*termios_p是参数配置结构体，读取的参数值存储在这里

（2）cfsetispeed和cfsetospeed函数

作用：设置串口的输入和输出波特率头文件：#include <termios.h>、#include <unistd.h>原型：int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed)、int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed)参数：*termios_p是参数配置结构体，speed是波特率，常用B2400，B4800，B9600，B115200，B460800等表示，返回值0成功，-1失败

（3）cfgetispeed和cfgetospeed函数

作用：读取串口的输入和输出波特率头文件：#include <termios.h>、#include <unistd.h>原型：speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p)、speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p)参数：speed_t 返回值，当前波特率

（4）tcflush函数

作用：清空串口寄存器缓存数据头文件：#include <termios.h>、#include <unistd.h>原型：int tcflush(int fd, int queue_selector)参数：fd，是open函数返回的文件句柄；queue_selector，控制操作类型，常用值：一般TCIFLUSH 清除正收到的数据，且不会读取出来；TCOFLUSH 清除正写入的数据，且不会发送至终端；TCIOFLUSH 清除所有正在发生的 I/O 数据；返回0成功，-1失败

（5）tcsetattr函数

作用：设置串口参数头文件：#include <termios.h>、#include <unistd.h>原型：int tcsetattr(int fd, int optional_actions,const struct termios *termios_p)参数：fd，是open函数返回的文件句柄；optional_actions，参数生效时间，常用值：TCSANOW不等数据传输完毕就立即改变属性；TCSADRAIN等待所有数据传输结束才改变属性；TCSAFLUSH清空输入输出缓冲区才改变属性；*termios_p要设置的串口参数；返回0成功，-1失败

1.2.3 初始化串口代码

根据以上串口初始化流程和关键结构体及函数的总结，这里很容易写出一个初始化串口的函数，函数不再单独说明了，里面有注释，代码如下：

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop){struct termios newtio,oldtio;if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) { //检测串口是否可用perror("SetupSerial 1");return -1;}bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;newtio.c_cflag &= ~CSIZE;switch( nBits ) //设置数据位{case 7:newtio.c_cflag |= CS7;break;case 8:newtio.c_cflag |= CS8;break;}switch( nEvent )//设置检验位{case 'O':newtio.c_cflag |= PARENB;newtio.c_cflag |= PARODD;newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);break;case 'E': newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);newtio.c_cflag |= PARENB;newtio.c_cflag &= ~PARODD;break;case 'N': newtio.c_cflag &= ~PARENB;break;}switch( nSpeed ) //设置波特率{case 2400:cfsetispeed(&newtio, B2400);cfsetospeed(&newtio, B2400);break;case 4800:cfsetispeed(&newtio, B4800);cfsetospeed(&newtio, B4800);break;case 9600:cfsetispeed(&newtio, B9600);cfsetospeed(&newtio, B9600);break;case 115200:cfsetispeed(&newtio, B115200);cfsetospeed(&newtio, B115200);break;case 460800:cfsetispeed(&newtio, B460800);cfsetospeed(&newtio, B460800);break;default:cfsetispeed(&newtio, B9600);cfsetospeed(&newtio, B9600);break;}if( nStop == 1 )//设置停止位newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;else if ( nStop == 2 )newtio.c_cflag |= CSTOPB;newtio.c_cc[VTIME] = 0;newtio.c_cc[VMIN] = 0;tcflush(fd,TCIFLUSH);if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0) //设置串口参数{perror("com set error");return -1;}//printf("set done!\n\r");return 0;}

2 串口的读写测试例程

【需求】：PC端使用串口调试助手发送内容到开发板，开发板串口接收后将内容返回，串口参数设置为：波特率115200、数据位8、停止位1、无校验；

【代码】：打开，设置串口后，while循环接收串口数据，再发送出去

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <termios.h>#include <errno.h>int set_opt(int,int,int,char,int);void main(){int fd,nByte;char *uart3 = "/dev/ttySAC3";//要使用的开发板串口char buffer[512];char *uart_out = "please input\r\n";memset(buffer, 0, sizeof(buffer));if((fd = open(uart3, O_RDWR|O_NOCTTY))<0)printf("open %s is failed",uart3);else{set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1);write(fd,uart_out, strlen(uart_out));while(1){while((nByte = read(fd, buffer, 512))>0){buffer[nByte+1] = '\n';buffer[nByte+2] = '\0';write(fd,buffer,strlen(buffer));memset(buffer, 0, strlen(buffer));nByte = 0;}}}}

【验证测试】：在虚拟机/linuxsystemcode/uartapp目录下编译C文件生成可执行文件：

再将可执行文件拷贝U盘插入开发板，超级终端控制运行测试OK：

【注意】：我这里因为条件限制，找的第二根串口线不好使，所以测试的时候先用一根串口线连接超级终端对应的开发板串口，拷贝可执行文件到/bin目录下，chmod 777赋予该文件权限后，在超级终端中打开开机启动脚本文件（vi /etc/init.d/rcS），在最后一行加入/bin/uartapp &，这样下次开机就会自动启动该程序，不用人工在超级终端控制启动了，我们只利用一根串口线接到开发板的ttySAC3串口即可。