
特别是在Linux操作系统环境下,其强大的灵活性和丰富的工具集使得串口通信更加高效便捷
本文将深入探讨在Linux系统中如何链接(配置与使用)串口,包括硬件连接、驱动加载、配置设置、编程实践等多个方面,旨在为读者提供一份详尽而实用的指南
一、串口通信基础 串口通信,即串行通信,是一种将数据按位顺序传输的通信方式
它使用两条线(TX发送、RX接收)或更多(包括地线、控制线等)实现设备间的数据交换
相比于并行通信,串口通信虽然速率较慢,但成本低、连接简单、传输距离远,非常适合于低速、长距离或资源受限的环境
在Linux中,串口设备通常被识别为`/dev/ttyS或/dev/ttyUSB`(对于USB转串口设备)的形式,其中`代表设备编号
例如,/dev/ttyS0`可能代表系统上的第一个内置串口
二、硬件连接 在进行Linux下的串口通信之前,首先需要确保硬件连接正确
这包括: 1.串口设备选择:确认使用的是内置串口还是USB转串口适配器
内置串口直接连接到主板上,而USB转串口适配器则需插入USB接口
2.电缆连接:使用RS-232、RS-485或TTL电平转换线,根据设备接口类型选择合适的线缆
注意,RS-232电平与TTL电平不兼容,需通过电平转换器转换
3.终端电阻:对于RS-485总线,终端电阻的配置对于信号质量至关重要,通常需要在总线两端各接一个120Ω的电阻
4.接地:确保所有设备共地,以避免地电位差导致的通信故障
三、驱动加载与设备识别 Linux内核对大多数串口设备提供了良好的支持,大多数情况下,系统能够自动识别并加载相应的驱动程序
1.检查驱动加载:可以使用lsmod命令查看已加载的模块,或使用`dmesg | greptty`查看系统日志中与串口相关的信息,确认驱动是否正确加载
2.设备识别:连接好硬件后,使用`ls /dev/tty`命令查看系统中是否存在新的串口设备文件
对于USB转串口设备,可能需要安装`usbserial`或`pl2303`等驱动
3.权限设置:默认情况下,串口设备文件归root用户所有,普通用户需要sudo权限才能访问
可以通过`chmod`或`chown`命令修改权限,或者将用户添加到`dialout`组(`sudo usermod -aG dialout $USER`),之后重新登录即可获得访问权限
四、串口配置 在Linux下,串口配置主要通过`stty`(set terminal type)命令和`termios`结构体来实现
1.波特率设置:`stty -F /dev/ttyS09600`设置波特率为9600
波特率决定了每秒传输的比特数,需根据双方约定设置
2.数据位、停止位和校验位:`stty -F /dev/ttyS0 cs8 -cstopb -parenb`设置8个数据位、1个停止位、无校验位(8N1模式)
3.硬件流控:`stty -F /dev/ttyS0 -crtscts`禁用硬件流控,若需要则启用(`stty -F /dev/ttyS0 crtscts`)
4.读取/写入超时:虽然stty本身不提供直接设置超时的功能,但可以通过编程时设置`termios`结构体的`c_cc【VMIN】`和`c_cc【VTIME】`字段来控制
五、编程实践 在Linux下进行串口编程,可以使用POSIX标准的串口编程接口,即`termios`库,或者直接操作文件描述符进行读写
1.打开串口:使用open函数打开串口设备文件,如`int fd =open(/dev/ttyS0,O_RDWR |O_NOCTTY |O_SYNC);`
2.配置串口:通过tcgetattr获取当前串口配置,修改`termios`结构体后,使用`tcsetattr`应用新配置
3.读写操作:使用read和write函数进行串口数据的读写
注意,由于串口通信是异步的,可能需要循环读取或设置适当的超时机制
4.关闭串口:完成通信后,使用close函数关闭串口
以下是一个简单的示例代码,展示了如何配置串口并进行基本的读写操作:
include
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