linux c/c++串列埠通訊
/*串列埠裝置無論是在工控領域，還是在嵌入式裝置領域，應用都非常廣泛。而串列埠程式設計也就顯得必不可少。
偶然的一次機會，需要使用串列埠，而且作業系統還要求是Linux，因此，趁著這次機會，綜合別人的程式碼，
進行了一次整理和封裝。具體的封裝格式為C程式碼，這樣做是為了很好的移植性，使它可以在C和C++環境下，
都可以編譯和使用。程式碼的標頭檔案如下： */
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//filename:stty.h
#ifndef __STTY_H__
#define __STTY_H__
//包含標頭檔案
#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>
//
// 串列埠裝置資訊結構
typedef struct tty_info_t
{
int fd; // 串列埠裝置ID
pthread_mutex_t mt; // 執行緒同步互斥物件
char name[24]; // 串列埠裝置名稱，例："/dev/ttyS0"
struct termios ntm; // 新的串列埠裝置選項
struct termios otm; // 舊的串列埠裝置選項
} TTY_INFO;
//
// 串列埠操作函式
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
/*從標頭檔案中的函式定義不難看出，函式的功能，使用過程如下：
（1） 開啟串列埠裝置，呼叫函式setTTYSpeed（）；
（2） 設定串列埠讀寫的波特率，呼叫函式setTTYSpeed（）；
（3） 設定串列埠的屬性，包括停止位、校驗位、資料位等，呼叫函式setTTYParity（）；
（4） 向串列埠寫入資料，呼叫函式sendnTTY（）；
（5） 從串列埠讀出資料，呼叫函式recvnTTY（）；
（6） 操作完成後，需要呼叫函式cleanTTY（）來釋放申請的串列埠資訊介面；
其中，lockTTY（）和unlockTTY（）是為了能夠在多執行緒中使用。在讀寫操作的前後，需要鎖定和釋放串列埠資源。
具體的使用方法，在程式碼實現的原檔案中，main（）函式中進行了演示。下面就是原始碼檔案： */
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//stty.c
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "stty.h"
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 初始化串列埠裝置並進行原有設定的儲存
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);
//
// 開啟並且設定串列埠
ptty->fd = open(ptty->name, O_RDWR | O_NOCTTY |O_NDELAY);
if (ptty->fd <0)
{
free(ptty);
return NULL;
}
//
// 取得並且儲存原來的設定
tcgetattr(ptty->fd,&ptty->otm);
return ptty;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 清理串列埠裝置資源
int cleanTTY(TTY_INFO *ptty)
{
//
// 關閉開啟的串列埠裝置
if(ptty->fd>0)
{
tcsetattr(ptty->fd,TCSANOW,&ptty->otm);
close(ptty->fd);
ptty->fd = -1;
free(ptty);
ptty = NULL;
}
return 0;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 設定串列埠通訊速率
// ptty 引數型別(TTY_INFO *),已經初始化的串列埠裝置資訊結構指標
// speed 引數型別(int),用來設定串列埠的波特率
// return 返回值型別(int),函式執行成功返回零值，否則返回大於零的值
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int setTTYSpeed(TTY_INFO *ptty, int speed)
{
int i;
//
// 進行新的串列埠設定,資料位為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:
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);
//
//
return 0;
}
// 設定串列埠資料位，停止位和效驗位
// ptty 引數型別(TTY_INFO *),已經初始化的串列埠裝置資訊結構指標
// databits 引數型別(int), 資料位,取值為7或者8
// stopbits 引數型別(int),停止位,取值為1或者2
// parity 引數型別(int),效驗型別 取值為N,E,O,,S
// return 返回值型別(int),函式執行成功返回零值，否則返回大於零的值
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int setTTYParity(TTY_INFO *ptty,int databits,int parity,int stopbits)
{
//
// 取得串列埠設定
if( tcgetattr(ptty->fd,&ptty->ntm) != 0)
{
printf("SetupSerial [%s]\n",ptty->name);
return 1;
}
bzero(&ptty->ntm, sizeof(ptty->ntm));
ptty->ntm.c_cflag = CS8 | CLOCAL | CREAD;
ptty->ntm.c_iflag = IGNPAR;
ptty->ntm.c_oflag = 0;
//
// 設定串列埠的各種引數
ptty->ntm.c_cflag &= ~CSIZE;
switch (databits)
{ //設定資料位數
case 7:
ptty->ntm.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
ptty->ntm.c_cflag |= CS8;
break;
default:
printf("Unsupported data size\n");
return 5;
}
//
//
switch (parity)
{ // 設定奇偶校驗位數
case n:
case N:
ptty->ntm.c_cflag &= ~PARENB; /* Clear parity enable */
ptty->ntm.c_iflag &= ~INPCK; /* Enable parity checking */
break;
case o:
case O:
ptty->ntm.c_cflag |= (PARODD|PARENB); /* 設定為奇效驗*/
ptty->ntm.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case e:
case E:
ptty->ntm.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */
ptty->ntm.c_cflag &= ~PARODD; /* 轉換為偶效驗*/
ptty->ntm.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case S:
case s: /*as no parity*/
ptty->ntm.c_cflag &= ~PARENB;
ptty->ntm.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
default:
printf("Unsupported parity\n");
return 2;
}
//
// 設定停止位
switch (stopbits)
{
case 1:
ptty->ntm.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2:
ptty->ntm.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
printf("Unsupported stop bits\n");
return 3;
}
//
//
ptty->ntm.c_lflag = 0;
ptty->ntm.c_cc[VTIME] = 0; // inter-character timer unused
ptty->ntm.c_cc[VMIN] = 1; // blocking read until 1 chars received
tcflush(ptty->fd, TCIFLUSH);
if (tcsetattr(ptty->fd,TCSANOW,&ptty->ntm) != 0)
{
printf("SetupSerial \n");
return 4;
}
return 0;
}
int recvnTTY(TTY_INFO *ptty,char *pbuf,int size)
{
int ret,left,bytes;
left = size;
while(left>0)
{
ret = 0;
bytes = 0;
pthread_mutex_lock(&ptty->mt);
ioctl(ptty->fd, FIONREAD, &bytes);
if(bytes>0)
{
ret = read(ptty->fd,pbuf,left);
}
pthread_mutex_unlock(&ptty->mt);
if(ret >0)
{
left -= ret;
pbuf += ret;
}
usleep(100);
}
return size - left;
}
int sendnTTY(TTY_INFO *ptty,char *pbuf,int size)
{
int ret,nleft;
char *ptmp;
ret = 0;
nleft = size;
ptmp = pbuf;
while(nleft>0)
{
pthread_mutex_lock(&ptty->mt);
ret = write(ptty->fd,ptmp,nleft);
pthread_mutex_unlock(&ptty->mt);
if(ret >0)
{
nleft -= ret;
ptmp += ret;
}
//usleep(100);
}
return size - nleft;
}
int lockTTY(TTY_INFO *ptty)
{
if(ptty->fd < 0)
{
return 1;
}
return flock(ptty->fd,LOCK_EX);
}
int unlockTTY(TTY_INFO *ptty)
{
if(ptty->fd < 0)
{
return 1;
}
return flock(ptty->fd,LOCK_UN);
}
#ifdef LEAF_TTY_TEST
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 介面測試
int main(int argc,char **argv)
{
TTY_INFO *ptty;
int nbyte,idx;
unsigned char cc[16];
ptty = readyTTY(0);
if(ptty == NULL)
{
printf("readyTTY(0) error\n");
return 1;
}
//
//
lockTTY(ptty);
if(setTTYSpeed(ptty,9600)>0)
{
printf("setTTYSpeed() error\n");
return -1;
}
if(setTTYParity(ptty,8,N,1)>0)
{
printf("setTTYParity() error\n");
return -1;
}
//
idx = 0;
while(1)
{
cc[0] = 0xFA;
sendnTTY(ptty,&cc[0],1);
nbyte = recvnTTY(ptty,cc,1);
printf("%d:%02X\n",idx++,cc[0]);
}
cleanTTY(ptty);
}
#endif
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