串口编程入门，嵌入式开发的必备技能

闲谈

2023-12-28 06:50:14

在嵌入式系统中掌握串口编程的指南

串口通信：基础原理

在嵌入式系统中，串口是控制设备的关键手段，例如 WiFi、蓝牙和 RFID。串口通信遵循串行数据传输原则，将数据转换为二进制格式，然后通过串口线逐一发送出去。接收端将这些二进制数据恢复为原始格式。

串口通信有两种传输模式：同步传输和异步传输。同步传输需要发送方和接收方使用相同的时钟频率，而异步传输则更为灵活，不需要时钟同步。

串口通信协议

串口通信协议定义了通信规则，包括数据格式、传输速率和校验方式。最常用的串口协议有 RS232、RS485 和 TTL。

RS232： 使用单根信号线和一根地线，是最早的串口协议。
RS485： 多点通信协议，使用两根信号线和一根地线。
TTL： 使用单根信号线和一根地线，是一种简单的串口协议。

串口通信编程

嵌入式系统中的串口编程通常采用中断方式。当串口收到数据时，会产生中断信号。中断服务程序读取数据并将其存储在缓冲区中，应用程序可随时从缓冲区中读取数据。

串口通信编程需要用到函数，例如 open()、read()、write()，这些函数在不同的操作系统中实现方式可能有所不同。

串口编程示例

以下是用 C 语言编写的串口通信程序示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>

int main()
{
    // 打开串口
    int fd = open("/dev/ttyUSB0", O_RDWR | O_NOCTTY);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    // 获取当前串口配置
    struct termios oldtio, newtio;
    tcgetattr(fd, &oldtio);

    // 设置新的串口配置
    memset(&newtio, 0, sizeof(newtio));
    newtio.c_cflag = B9600 | CS8 | CLOCAL | CREAD;
    newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
    newtio.c_oflag = 0;
    newtio.c_lflag = 0;
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &newtio);

    // 发送数据
    const char *data = "Hello, world!\n";
    write(fd, data, strlen(data));

    // 接收数据
    char buf[1024];
    int n = read(fd, buf, sizeof(buf));
    buf[n] = '\0';
    printf("Received data: %s", buf);

    // 关闭串口
    close(fd);

    return 0;
}