串口的认识

串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方

式的扩展接口。串行接口（Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简

单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成

本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢

是设备间接线通信的一种方式
数据一位一位地顺序传送
双向通信，全双工
传送速度相对较慢

UART

异步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用异步接收/发送。

UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口

RS-232

也称标准串口，最常用的一种[串行通讯接口,比如我们的电脑主机的9针串口，最高速率为20kb/s

RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其传送距离最大为约15米。所以RS-232适

合本地设备之间的通信

RS232电平

逻辑1为-3~-15V的电压, 逻辑0为3~15V的电压

TTL

TTL是Transistor-Transistor Logic，即晶体管-晶体管逻辑的简称，它是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

TTL电平

TTL电平信号应用广泛，是因为其数据表示采用二进制规定，
+5V等价于逻辑”1”，0V等价于逻辑”0”。
数字电路中，由TTL电子元器件组成电路的电平是个电压范围，规定：
- 输出高电平>=2.4V，输出低电平<=0.4V；
- 输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V

笔记本电脑通过TTL电平与单片机通信：USB转TTL，使用ch340芯片

香橙派有三个串口驱动设备文件

三个引脚的为s0，是串口调试信息的接口
两排引脚的为s5，是串口通信的接口
香橙派没有s1

wiringPi示例代码

在 examples/serialTest.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <wiringPi.h>
#include <wiringSerial.h>int main ()
{int fd ;int count ;unsigned int nextTime ;//serialOpen是对open函数的封装//该函数主要设置结构体struct termios，也就是设备参数初始化，将结构体的参数配置完毕通过函数发送给内核，进而配置硬件的寄存器if ((fd = serialOpen ("/dev/ttyS2", 115200)) < 0){fprintf (stderr, "Unable to open serial device: %s\n", strerror (errno)) ;return 1 ;}if (wiringPiSetup () == -1){fprintf (stdout, "Unable to start wiringPi: %s\n", strerror (errno)) ;return 1 ;}nextTime = millis () + 300 ;for (count = 0 ; count < 256 ; ){if (millis () > nextTime){printf ("\nOut: %3d: ", count) ;fflush (stdout) ;serialPutchar (fd, count) ;nextTime += 300 ;++count ;}delay (3) ;while (serialDataAvail (fd)){printf (" -> %3d", serialGetchar (fd)) ;fflush (stdout) ;}}printf ("\n") ;return 0 ;
}

WiringPi库是也是基于LinuxC库的，分析串口源码可以下载C库一起分析
C库、内核与应用层的关系图如下：

基于wiringPi的串口开发

串口通信是全双工的，可以创建两个线程

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <wiringPi.h>
#include <wiringSerial.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int fd; //打开串口的描述符void* Sendhandler()
{ char *sendBuf; sendBuf = (char *)malloc(32*sizeof(32));while(1){ memset(sendBuf,'\0',32); scanf("%s",sendBuf); //如果不是\0就一直发送while(*sendBuf){ serialPutchar (fd, *sendBuf++) ; } }
}void* Revhandler()
{ while(1){ //检测串口通道是否有数据while (serialDataAvail(fd)) { printf ("%c", serialGetchar(fd)) ; fflush (stdout) ; } }
}int main ()
{ int count ; unsigned int nextTime ; pthread_t idSend; pthread_t idRev; if ((fd = serialOpen ("/dev/ttyS5", 115200)) < 0) { fprintf (stderr, "Unable to open serial device: %s\n", strerror (errno)) ; return 1 ; }pthread_create(&idSend, NULL,Sendhandler,NULL); pthread_create(&idRev, NULL,Revhandler,NULL); if (wiringPiSetup () == -1) { fprintf (stdout, "Unable to start wiringPi: %s\n", strerror (errno)) ; return 1 ; }while(1){sleep(10);} printf ("\n") ; return 0 ;
}

自己实现串口通信

完成功能：

通过自己封装的open，write，read函数来完成串口的通信

实现流程：

首先要打开文件，得到文件的句柄，在封装的open函数中将termios结构体和status控制字发送给内核，完成硬件的初始化，传输和读取数据就是对句柄进行读写操作

uartTool.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include "wiringSerial.h"int myserialOpen (const char *device, const int baud)
{ struct termios options ; speed_t myBaud ; int status, fd ; switch (baud){ case   9600: myBaud =   B9600 ; break ; case 115200: myBaud = B115200 ; break ; }if ((fd = open (device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY | O_NONBLOCK)) == -1) return -1 ; fcntl (fd, F_SETFL, O_RDWR) ; // Get and modify current options: tcgetattr (fd, &options) ; //cfmakeraw (&options) ; cfsetispeed (&options, myBaud) ; //设置波特率cfsetospeed (&options, myBaud) ;options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD) ;options.c_cflag &= ~PARENB ; //无校验位options.c_cflag &= ~CSTOPB ; //1位停止位options.c_cflag &= ~CSIZE ; //用数据位掩码清空数据位设置options.c_cflag |= CS8 ; //数据位为8options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG) ; options.c_oflag &= ~OPOST ; options.c_cc [VMIN] = 0 ; options.c_cc [VTIME] = 100 ; // Ten seconds (100 deciseconds) tcsetattr (fd, TCSANOW, &options) ; //ioctl (fd, TIOCMGET, &status); //status是控制字status |= TIOCM_DTR ; status |= TIOCM_RTS ; ioctl (fd, TIOCMSET, &status); usleep (10000) ; // 10mS return fd ;
}void serialSendstring (const int fd, const char *s)
{ int ret;ret = write (fd, s, strlen (s)); if (ret < 0) printf("Serial Sendstring Error\n");
}int serialGetstring (const int fd, char *buffer)
{ int n_read; n_read = read(fd, buffer,32); return n_read;
}

uartTool.h

int myserialOpen (const char *device, const int baud) ;void serialSendstring (const int fd, const char *s) ;int serialGetstring (const int fd, char *buffer) ;

uartTest.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>#include <pthread.h>
#include "uartTool.h"int fd;void* readSerial()
{char buffer[32];while(1){memset(buffer,'\0',sizeof(buffer));serialGetstring(fd, buffer);printf("GET->%s\n",buffer);}
}void* sendSerial()
{char buffer[32];while(1){memset(buffer,'\0',sizeof(buffer));scanf("%s",buffer);serialSendstring(fd, buffer);}
}int main(int argc, char **argv)
{char deviceName[32] = {'\0'};pthread_t readt;pthread_t sendt;if(argc < 2){printf("uage:%s /dev/ttyS?\n",argv[0]);return -1;}strcpy(deviceName, argv[1]);if( (fd = myserialOpen(deviceName, 115200)) == -1){printf("open %s error\n",deviceName);return -1;}pthread_create(&readt, NULL, readSerial,NULL);pthread_create(&sendt, NULL, sendSerial,NULL);while(1){sleep(10);}}

gcc uartTest.c uartTool.c -lpthread
./a.out /dev/ttyS5

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串口的认识

UART

RS-232

TTL

香橙派有三个串口驱动设备文件

wiringPi示例代码

基于wiringPi的串口开发

自己实现串口通信

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