Linux系统下UART API实现标准串口操作

在讨论Linux下标准串口操作程序时，我们首先需要了解串口通信的基本概念，串口通信是一种常见的物理通信接口，它的英文全称为“串行端口”（Serial Port），用于实现设备之间的串行通信。在Linux操作系统中，串口通常是通过设备文件来实现访问的，这些设备文件位于`/dev`目录下。 ### 串口设备文件 在Linux中，串口设备文件通常是`/dev/ttyS*`或`/dev/ttyUSB*`。前者是传统的串口设备，后者则是通过USB转换成串口的设备。Linux将串口抽象为一个文件来操作，这样用户空间的程序就可以通过标准的文件操作接口来进行串口的读写操作。 ### 串口操作函数 在Linux系统中，进行串口操作常用的API函数主要包含在头文件`<termios.h>`中，这些函数包括但不限于： - `open()`：打开串口设备文件。 - `read()`：从串口读取数据。 - `write()`：向串口写入数据。 - `close()`：关闭串口设备。 - `tcgetattr()`：获取串口的属性设置。 - `tcsetattr()`：设置串口的属性。 - `cfsetispeed()`：设置输入波特率。 - `cfsetospeed()`：设置输出波特率。 - `tcflush()`：清除输入输出缓冲区。 - `tcdrain()`：等待数据发送完毕。 ### 串口配置 在进行串口通信之前，需要对串口进行相应的配置。配置的内容包括： - 波特率（Baud Rate）：数据传输速率。 - 数据位（Data Bits）：每个字符的位数，常见的有5、6、7或8位。 - 停止位（Stop Bits）：数据包的结束标志，常见的有1位或2位。 - 校验位（Parity Bit）：检测数据错误的标志，可以选择无校验、奇校验、偶校验等。 - 控制模式：包括硬件流控制和软件流控制。 ### 阻塞读取和timeout机制 标准的Linux串口操作支持阻塞读取和设置超时（timeout）。阻塞读取意味着如果没有数据可读，操作会阻塞，直到读取到数据或发生超时。超时机制允许设置在数据到达之前，程序等待的最长时间，超过这个时间后会从阻塞状态返回。 ### 模式配置 在Linux中，串口可以被配置为多种不同的工作模式。其中，比较重要的有： - 非规范模式：在这种模式下，可以自定义字符的大小、停止位和校验位，也允许使用特殊控制字符。 - 规范模式：此模式下，系统会处理输入和输出的控制字符。 - 二进制模式：在这种模式下，不对控制字符进行特殊处理。 ### 示例代码 在提供的压缩文件中，`imx6ull_uart_api.c`和`imx6ull_uart_test.c`应该是实现了标准的Linux下串口操作的源代码文件。`imx6ull_uart_api.c`可能包含了基础API的实现，如初始化串口、设置串口属性、读写操作等。而`imx6ull_uart_test.c`很可能是利用这些API进行测试的示例程序，用于演示如何使用这些API与实际硬件进行交互。 对于`imx6ull_uart_api.h`文件，它应该是定义了相关函数和数据结构的头文件，用于声明API接口和配置结构体，使得`imx6ull_uart_api.c`和`imx6ull_uart_test.c`可以引用这些接口和结构体。 总结来说，Linux下的标准串口操作是一个复杂的过程，涉及到文件的打开、读写、控制模式的设置、流控制配置等多个方面。理解和掌握这些知识点对于开发稳定可靠的串口通信程序至关重要。在实际应用中，开发者还需要对特定硬件平台的特性和约束有所了解，以确保代码的正确性和效率。在本例中，`imx6ull`可能指的是NXP的某款处理器（如i.MX6ULL），这要求开发者在设计程序时需要考虑到该平台的特殊性。