關於Linux下串列埠通訊的一點心得
這幾天，由於長春門檢系統專案的需要，涉及到了讀卡器資訊的串列埠讀取，所以在Linux下串列埠資訊的讀取有了一點心得體會。
1. 開啟串列埠
與其他的關於裝置程式設計的方法一樣，在Linux下，操作、控制串列埠也是通過操作起裝置檔案進行的。在Linux下，串列埠的裝置檔案是/dev/ttyS0或/dev/ttyS1等。因此要讀寫串列埠，我們首先要開啟串列埠：
char *dev = "/dev/ttyS0"; //串列埠1
int fd = open( dev, O_RDWR );
//| O_NOCTTY | O_NDELAY
if (-1 == fd)
{
perror("Can't Open Serial Port");
return -1;
}
else
return fd;
2. 設定串列埠速度
開啟串列埠成功後，我們就可以對其進行讀寫了。首先要設定串列埠的波特率：
int speed_arr[] = { B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,
B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300, };
int name_arr[] = {38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, 38400,
19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300, };
void set_speed(int fd, int speed){
int i;
int status;
struct termios Opt;
tcgetattr(fd, &Opt);
for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++) {
if (speed == name_arr[i]) {
tcflush(fd, TCIOFLUSH);
cfsetispeed(&Opt, speed_arr[i]);
cfsetospeed(&Opt, speed_arr[i]);
status = tcsetattr(fd, TCSANOW, &Opt);
if (status != 0) {
perror("tcsetattr fd");
return;
}
tcflush(fd,TCIOFLUSH);
}
}
}
3. 設定串列埠資訊
這主要包括：資料位、停止位、奇偶校驗位這些主要的資訊。
/**
*@brief 設定串列埠資料位，停止位和效驗位
*@param fd 型別 int 開啟的串列埠檔案控制代碼
*@param databits 型別 int 資料位取值為 7 或者8
*@param stopbits 型別 int 停止位取值為 1 或者2
*@param parity 型別 int 效驗型別取值為N,E,O,,S
*/
int set_Parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)
{
struct termios options;
if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) {
perror("SetupSerial 1");
return(FALSE);
}
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
options.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
switch (databits) /*設定資料位數*/
{
case 7:
options.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
options.c_cflag |= CS8;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported data size\n"); return (FALSE);
}
switch (parity)
{
case 'n':
case 'N':
options.c_cflag &= ~PARENB; /* Clear parity enable */
options.c_iflag &= ~INPCK; /* Enable parity checking */
break;
case 'o':
case 'O':
options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); /* 設定為奇效驗*/
options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case 'e':
case 'E':
options.c_cflag |= PARENB; /* Enable parity */
options.c_cflag &= ~PARODD; /* 轉換為偶效驗*/
options.c_iflag |= INPCK; /* Disnable parity checking */
break;
case 'S':
case 's': /*as no parity*/
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported parity\n");
return (FALSE);
}
/* 設定停止位*/
switch (stopbits)
{
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2:
options.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
fprintf(stderr,"Unsupported stop bits\n");
return (FALSE);
}
/* Set input parity option */
if (parity != 'n')
options.c_iflag |= INPCK;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
options.c_cc[VTIME] = 0; /* 設定超時0 seconds*/
options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/
if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0)
{
perror("SetupSerial 3");
return (FALSE);
}
return (TRUE);
}
在上述程式碼中，有兩句話特別重要：
options.c_cc[VTIME] = 0; /* 設定超時0 seconds*/
options.c_cc[VMIN] = 13; /* define the minimum bytes data to be readed*/
這兩句話決定了對串列埠讀取的函式read()的一些功能。我將著重介紹一下他們對read()函式的影響。
對串列埠操作的結構體是
Struct{
tcflag_t c_iflag; /*輸入模式標記*/
tcflag_t c_oflag; /*輸出模式標記*/
tcflag_t c_cflag; /*控制模式標記*/
tcflag_t c_lflag; /*本地模式標記*/
cc_t c_line; /*線路規程*/
cc_t c_cc[NCCS]; /*控制符號*/
}；
其中cc_t c_line只有在一些特殊的系統程式(比如，設定通過tty裝置來通訊的網路協議)中才會用。在陣列c_cc中有兩個下標(VTIME和VMIN)對應的元素不是控制符，並且只是在原始模式下有效。只有在原始模式下，他們決定了read()函式在什麼時候返回。在標準模式下，除非設定了O_NONBLOCK選項，否則只有當遇到檔案結束符或各行的字元都已經編輯完畢後才返回。
控制符VTIME和VMIN之間有著複雜的關係。VTIME定義要求等待的零到幾百毫秒的時間量(通常是一個8位的unsigned char變數，取值不能大於cc_t)。VMIN定義了要求等待的最小位元組數(不是要求讀的位元組數——read()的第三個引數才是指定要求讀的最大位元組數)，這個位元組數可能是0。
l 如果VTIME取0，VMIN定義了要求等待讀取的最小位元組數。函式read()只有在讀取了VMIN個位元組的資料或者收到一個訊號的時候才返回。
l 如果VMIN取0，VTIME定義了即使沒有資料可以讀取，read()函式返回前也要等待幾百毫秒的時間量。這時，read()函式不需要像其通常情況那樣要遇到一個檔案結束標誌才返回0。
l 如果VTIME和VMIN都不取0，VTIME定義的是當接收到第一個位元組的資料後開始計算等待的時間量。如果當呼叫read函式時可以得到資料，計時器馬上開始計時。如果當呼叫read函式時還沒有任何資料可讀，則等接收到第一個位元組的資料後，計時器開始計時。函式read可能會在讀取到VMIN個位元組的資料後返回，也可能在計時完畢後返回，這主要取決於哪個條件首先實現。不過函式至少會讀取到一個位元組的資料，因為計時器是在讀取到第一個資料時開始計時的。
l 如果VTIME和VMIN都取0，即使讀取不到任何資料，函式read也會立即返回。同時，返回值0表示read函式不需要等待檔案結束標誌就返回了。
這就是這兩個變數對read函式的影響。我使用的讀卡器每次傳送的資料是13個位元組，一開始，我把它們設定成
options.c_cc[VTIME] = 150
options.c_cc[VMIN] = 0;
結果，每次讀取的資訊只有8個位元組，剩下的5個位元組要等到下一次打卡時才能收到。就是由於這個原因造成的。根據上面規則的第一條，我把VTIME取0，VMIN=13，也就是正好等於一次需要接收的位元組數。這樣就實現了一次讀取13個位元組值。同時，得出這樣的結論，如果讀卡器送出的資料為n個位元組，那麼就把VMIN=n，這樣一次讀取的資訊正好為讀卡器送出的資訊，並且讀取的時候不需要進行迴圈讀取。
4. 讀取資料
有了上面的函式後，我設定了串列埠的基本資訊，根據我們自己的實際情況，設定了相應的引數，就可以讀取資料了。
void getcardinfo(char *buff){
int fd;
int nread,count=0;
char tempbuff[13];
char *dev = "/dev/ttyS0"; //串列埠1
fd = OpenDev(dev);
set_speed(fd,9600);
if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) {
printf("Set Parity Error\n");
//return -1;
}
while (1) //迴圈讀取資料
{
count=0;
//sleep(5000);
while(1)
{
if((nread = read(fd, tempbuff, 13))>0)
{
//printf("\nLen %d\n",nread);
memcpy(&buff[count],tempbuff,nread);
count+=nread;
}
if(count==13)
{
buff[count+1] = '\0';
//printf( "\n%s", buff);
break;
}
}
//break;
}
//return buff;
close(fd);
pthread_exit(NULL);
//close(fd);
// exit (0);
}
這是我原來的程式，其實把VMIN設定以後，可以改成：
void getcardinfo(char *buff){
int fd;
int nread,count=0;
char tempbuff[13];
char *dev = "/dev/ttyS0"; //串列埠1
fd = OpenDev(dev);
set_speed(fd,9600);
if (set_Parity(fd,8,1,'N') == FALSE) {
printf("Set Parity Error\n");
//return -1;
}
nread = read(fd, buff, 13)
close(fd);
}