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配置UNIX串口的C++编程指南


1. 打开串口设备

要打开串口设备，我们可以使用open函数，并指定设备文件的路径，例如/dev/ttyTHS1。

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int serialPort = open("/dev/ttyTHS1", O_RDWR | O_NOCTTY);
if (serialPort == -1) {
    // 处理打开串口失败的情况
}

在此示例中，我们打开了/dev/ttyTHS1串口设备，并将文件描述符存储在serialPort变量中。如果打开失败，可以根据需要进行错误处理。

2. 配置串口参数

要配置串口参数，我们使用struct termios结构体来存储和修改串口配置选项。我们使用tcgetattr函数获取当前的串口配置参数，并根据需要进行修改，最后使用tcsetattr函数将修改后的参数应用到串口。

#include <termios.h>

struct termios serialOptions;
tcgetattr(serialPort, &serialOptions);
// 修改serialOptions中的配置参数
tcsetattr(serialPort, TCSANOW, &serialOptions);

在上述示例中，我们使用tcgetattr函数获取当前的串口配置参数，并将其存储在serialOptions结构体中。然后，我们可以根据需要修改serialOptions中的配置参数。最后，使用tcsetattr函数将修改后的参数应用到串口。

在修改串口参数时，你需要考虑以下常见的配置参数：

  • 波特率（Baud Rate）：使用cfsetispeed和cfsetospeed函数设置输入和输出的波特率。
  • 数据位（Data Bits）：通过修改c_cflag字段的CS5、CS6、CS7或CS8标志位来设置数据位的数量。
  • 校验位（Parity）：通过修改c_cflag字段的PARENB和PARODD标志位来设置奇偶校验。
  • 停止位（Stop Bits）：通过修改c_cflag字段的CSTOPB标志位来设置停止位的数量。
  • 流控制（Flow Control）：通过修改c_cflag字段的CRTSCTS、IXON、IXOFF和IXANY标志位来启用或禁用硬件流控制和软件流控制。

以下是关于struct termios中各个标志位字段的功能和含义的详细解释：

struct termios {
    tcflag_t c_iflag;   // 输入模式标

志
    tcflag_t c_oflag;   // 输出模式标志
    tcflag_t c_cflag;   // 控制模式标志
    tcflag_t c_lflag;   // 本地模式标志
    cc_t c_cc[NCCS];    // 特殊控制字符
};

  1. c_iflag（输入模式标志）字段用于配置输入模式的选项。其中一些常见的标志位包括：

    • IGNBRK：忽略终端输入中的BREAK条件。
    • BRKINT：接收到BREAK条件时产生中断信号。
    • IGNPAR：忽略奇偶校验错误的输入字节。
    • PARMRK：对奇偶校验错误的输入字节使用标记。
    • INPCK：启用输入奇偶校验。
    • ISTRIP：去除输入字节的第8个位（即，仅保留7位）。
    • INLCR：将输入中的换行符转换为回车符。
    • IGNCR：忽略输入中的回车符。
    • ICRNL：将输入中的回车符转换为换行符。

  2. c_oflag（输出模式标志）字段用于配置输出模式的选项。一些常见的标志位包括：

    • OPOST：处理输出，启用输出处理。
    • ONLCR：将输出中的换行符转换为回车和换行符。
    • OCRNL：将输出中的回车符转换为换行符。
    • ONLRET：将输出中的回车符转换为换行符。

  3. c_cflag（控制模式标志）字段用于配置串口的控制模式选项。一些常见的标志位包括：

    • CSIZE：字符长度的掩码位，用于指定字符长度的大小。
    • PARENB：启用奇偶校验。
    • PARODD：使用奇数奇偶校验。
    • CSTOPB：使用两位停止位。
    • CREAD：使能接收数据。
    • CLOCAL：忽略调制解调器控制线。

  4. c_lflag（本地模式标志）字段用于配置本地模式的选项。一些常见的标志位包括：

    • ISIG：使能信号处理。
    • ICANON：启用规范模式。
    • ECHO：使能回显输入字符。
    • ECHOE：在擦除字符时使用退格符。
    • ECHOK：使能回显换行符后的擦除行。
    • ECHONL：使能回显换行符。
    • IEXTEN：启用扩展输入处理。

  5. c_cc（特殊控制字符）数组字段包含了

多个特殊控制字符。其中一些常用的控制字符包括：

  • VMIN：读取的最小字符数。
  • VTIME：非规范模式下的超时值。
  • VINTR：中断字符。
  • VQUIT：退出字符。
  • VERASE：擦除字符。
  • VKILL：终止字符。

以上是关于struct termios中各个标志位字段的功能和含义的详细解释。通过配置这些标志位，你可以控制串口的输入、输出、控制和本地模式选项，以满足你的需求和应用场景。请根据实际情况进行合理的配置和调整。

3. 读写串口数据

配置完串口参数后，我们可以开始读写串口数据。我们可以使用read函数从串口读取数据，使用write函数向串口写入数据。

#include <unistd.h>

const int BUFFER_SIZE = 1024;
char buffer[BUFFER_SIZE];
int bytesRead = read(serialPort, buffer, BUFFER_SIZE);
// 处理读取到的数据

char data[] = "Hello, serial port!";
int bytesWritten = write(serialPort, data, sizeof(data));
// 处理写入数据的结果

在上述示例中，我们使用read函数从串口读取数据，并将数据存储在buffer数组中。读取的字节数存储在bytesRead变量中。然后，我们可以根据需要处理读取到的数据。

同样地，我们使用write函数将数据写入串口。在此示例中，我们将data数组中的数据写入串口，并将写入的字节数存储在bytesWritten变量中。然后，我们可以根据需要处理写入数据的结果。

请注意，在实际的应用中，你可能需要添加错误处理、超时处理和数据解析等功能，以确保稳定和可靠的串口通信。

4. 关闭串口设备

在使用完串口设备后，我们应该使用close函数关闭已打开的串口设备。

close(serialPort);

以上是使用C++和原生的termios库配置UNIX系统上串口的基本步骤。你可以根据具体的需求和应用场景进行参数配置和数据读写操作。在实际使用中，请务必进行适当的错误处理和异常处理，以确保代码的稳定性和可靠性。

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