基于linux的嵌入式串口通信(DOC)
基于Linux内核的嵌入式串口通讯程序设计论文
毕业设计（论文）设计论文题目：基于Linux内核的嵌入式串口通讯程序设计学生姓名：学生学号：专业班级：学院名称：指导老师：学院院长：年6月10日基于Linux内核的嵌入式串口通讯程序设计摘要本设计讨论了简易嵌入式Linux环境下的串口联网问题。
在如今的工业控制领域，嵌入式设备通讯能力的优劣已经成为了一个尤为重要的评判标准，是否能够进行网络通信将是十分重要的。
对于由于特殊要求而不能订制一些网络硬件的嵌入式设备来说，我们希望通过最为简单且经济的方式来解决网络问题，由此我们自然希望在尽力不改变设备原有资源的情况下给设备添加网络功能，并且将设备原先的功能所产生的冲突减到最小，选择具有普遍广泛应用的串口来实现串口联网将是十分具有现实意义的。
本设计通过使用虚拟一些联网必备的网络硬件，通过串口来通信的方法来完成联网的实现，具体涉及到伪网络驱动程序和串口通信程序的开发。
在不保证可靠通信和吞吐量的前提下，该设计能够实现简单的网络通信，包括Telnet等。
关键字：Linux环境，串口通讯，网络通讯，嵌入式Design Of Embedded Serial Communication Based On LinuxAbstractThis design researches serial networking which runs under the simple kernel of Linux.Now in the field of industrial control, the capacity of communications has become a particularly important evaluation criterion in the embedded equipment. For some embedded equipments as a special request which can not be made in some of the embedded network hardware equipments, we hope that through the most simple and economical way to solve network problems. By the time we naturally hope to make every effort not to change the original equipment resources that we can add to the network function under the equipment, and the original equipment functions arising from the conflict could be minimized. It is very realistic significance to select the widespread application serial to achieve serial network link.The design takes the use of virtual networking to pretend some essential network hardware. Through serial communications to approach to the realization of network link, it will be specifically related to the pseudo-network driver and serial communication program development. Without guaranteed throughput and reliable communications on the premise the design can be achieved by simple network communications, including Telnet and so on.Keywords：Linux,serial communication,network,embedded目录1绪论 (1)1.1网络通信 (1)1.1.1网络通信原理 (1)1.1.2网络通信现状及前景 (2)1.2串口通讯 (4)1.2.1串口通信原理 (4)1.2.2串口通信现状及前景 (5)1.3测试架构 (6)2设计平台及环境简介 (7)2.1硬件平台 (7)2.1.1设计平台 (7)2.1.2通信平台 (7)2.2软件平台 (7)2.2.1嵌入式Linux (7)2.3虚拟机简介 (8)3串口网络通讯原理设计 (10)3.1简单串口上网的实现原理 (10)3.2串口上网设备加载和注销形式 (11)4串口网络通讯具体开发与实现 (13)4.1字符设备驱动程序 (13)4.2伪网络驱动设备程序 (16)4.3用户空间串口通信程序 (19)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1. 绪论1.1 网络通信1.1.1 网络通信原理Internet的工作原理是由一些通讯介质，如光纤、微波、电缆、普通电话线等，将各种类型的计算机联系在一起，并统一采用TCP/IP协议（传输控制协议/网际互联协议）标准，而互相联通、共享信息资源的计算机体系。
07实验七 Linux环境下的串行通信实验
连接驱动器的使能端，使得当RTS设置成高(逻辑1)时，有效RS485驱动器；设置RTS为低 时，使驱动器处于三态，这时候实际上从总线上断开了驱动器，从而允许其他节点可以使 用同一传输线。当使用RTS时，必须确保发送数据前将RTS设置成高，在发送完数据的最 后一位后，将RTS线设成低。。另一种可选方法是自动发送数据控制。这种方法要求特殊 的电路，当数据传输时自动使能或无效驱动器。它减少了软件开销和程序员的潜在错误。
五、基础知识
串行通信 1、基本原理 串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从CPU经过串行 端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。 串口是系统资源的一部分，应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提 出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。 2、串口通信的基本任务 (1) 实现数据格式化：因为来自CPU的是普通的并行数据，所以，接口电路应具有实 现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下，接口自动生成起止式的 帧数据格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 (2) 进行串－并转换：串行传送，数据是一位一位串行传送的，而计算机处理数据是 并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时，首先把串行数据转换为并行数才能送 入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 (3) 控制数据传输速率：串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选 择和控制的能力。 (4) 进行错误检测：在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他 校验码。在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码，确定是否发生传送错误。 (5) 进行TTL与EIA电平转换：CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑，它们与EIA采用
嵌入式Linux Qt环境下的串口通信实现_基于EasyARM-i.MX283A开发套件
signals:
void serialDataSeted(SerialData data);
private: QComboBox * comBox;
// 串口设备
QComboBox * baudBox; QComboBox * dataBitBox; QComboBox * parityBox;
// 波特率 // 数据位 // 校验方式
QApplication app(argc, argv);
4.2 创建基本窗口
GUI 程序通常都有一个基本窗口，用户的输入以及程序的输出都是在这个窗口内部进行 的。因此在构造了可以进行事件处理的 app 对象之后，还要创建一个具体的、实在的窗口对 象。Qt 是非常灵活的，几乎所有的窗口部件都可以被用作窗口。在 Qt 和 UNIX 的术语中， 窗口部件是用户界面中的一个可视化元素，按钮、菜单、滚动条和框架等都是窗口部件，甚 至一个窗口部件内部还可以包含其它的窗口部件。可以使用下面的代码创建一个 SerialWidget 类的窗口部件 widget 作为工程的基本窗口：
widget.show();
部署好基本窗口后，需要将应用程序的控制权传递给 app 对象。此时程序将进入事件循 环状态，等待用户的动作，在等待过程中的用户动作将会产生一些事件（Event，也称为消 息），这些事件将触发应用程序的响应。然而由于 SerialWidget 类的构造函数什么事情也没 有做，所以程序运行之后将显示一个图 4.1 所示的空白窗口。
广州致远电子股份有限公司
嵌入式 Linux Qt 环境下的串口通信实现
基于 EasyARM-i.MX283A 开发套件
1. 适用范围
本文以 EasyARM-i.MX283A 开发套件为例，主要介绍嵌入式 Linux Qt 环境下的串口通 信 示 例 ， 其 原 理 与 方 法 同 样 适 用 于 EasyARM-i.MX257 、 EasyARM-i.MX280A 、 EasyARM-i.MX287A 等开发套件。
嵌入式Linux系统的串口通信研究解析
湖南文理学院课程设计报告课程名称：嵌入式系统课程设计专业班级：通信工程12101班学号（18）学生姓名：陆颖指导教师：杨峰完成时间：2015年6月9日报告成绩：评阅意见：评阅教师日期湖南文理学院制一、设计要求 (2)二、设计作用和目的 (3)三、所用设备及软件 (3)2、 (4)3、 (5)四、系统设计方案 (6)1、 (6)2、 (6)五、系统硬件设计 (7)1、 (7)2、 (8)六、系统软件设计 (14)1、串口操作需要的头文件 (15)2、打开串口 (16)3、串口设置 (16)4、串口读写 (19)5、关闭串口 (21)七、仿真调试分析 (21)八、设计中的问题及解决方法 (23)九、嵌入式系统学习心得 (23)十、参考文献 (24)嵌入式Lin u x 系统的串口通信研究一、设计要求所谓串口通信，是指外设和计算机间使用一根数据信号线（另外需要地线），数据在一根数据信号线上一位一位进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。
串口传输是二进制代码序列在一条信道上以位（元码）为单位，按时间顺序且按位传输的通信方式。
串行传输时，发送端按位发送，接收端按位接受，同时还要对所传输的位加以确认，所以收发双方要采取同步措施，否则接受端将不能正确区分出所传输的数据。
串口通信不但能实现计算机与嵌入式开发板之间的数据传输，而且还能实现计算机对嵌入式开发板的控制。
若采用普通单片机,对外部设备的访问就需要利用复杂的汇编语言进行编程或者使用C 51 自己编写设备的初始化以及读写访问程序,这样的过程不仅复杂,而且不利于大规模的开发和设计。
ARM 与8051 等普通单片机相比,具有开发简单、灵活,而且性能稳定、功能易于扩展等一系列优势,因而在汽车电子、手持设备、无线领域和航空航天等嵌入式系统中得到广泛的应用。
将Linux 移植到ARM 嵌入式处理器后,可以利用操作系统中提供的系统调用把串口及其他外设当成普通文件进行操作,读写方便,因此进行相应开发可以提高系统编程效率,而且还可以简化调试的复杂程度。
Linux下串口通信详解（上）打开串口和串口初始化详解
Linux下串口通信详解（上）打开串口和串口初始化详解Linux下串口通信主要有下面几个步骤串口通信流程图下面我会一一介绍这几个步骤。
1.打开串口代码（串口为ttyUSB0）[java] view plain copy1.//打开串口2.int open_port(void)3.{4.int fd;5.6.fd=open("/dev/ttyUSB0",O_RDWR | O_NOCTTY | O_NON BLOCK);//O_NONBLOCK设置为非阻塞模式，在read时不会阻塞住，在读的时候将read放在while循环中，下一节篇文档将详细讲解阻塞和非阻塞7.// printf("fd=%d\n",fd);8.9.if(fd==-1)10.{11.perror("Can't Open SerialPort");12.}13.14.return fd;15.}打开串口时也可以多加一些内容，比如判断串口为阻塞状态、测试是否为终端设备等，这些是必要的，所以较上面的基本的打开串口的代码，更加完整健壮一些的代码流程如下所示：打开串口较完整流程图代码：[cpp] view plain copy1./**2.* open port3.* @param fd4.* @param comport 想要打开的串口号5.* @return 返回-1为打开失败6.*/7.int open_port(int fd,int comport)8.{9.char *dev[]={"/dev/ttyUSB0","/dev/ttyS1","/dev/ttyS2"};10.11.if (comport==1)//串口112.{13.fd = open( "/dev/ttyUSB0", O_RDWR|O_NOCTTY|O_N DELAY);14.if (-1 == fd)15.{16.perror("Can't Open Serial Port");17.return(-1);18.}19.}20.else if(comport==2)//串口221.{22.fd = open( "/dev/ttyS1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDEL AY); //没有设置<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">O_NONBLOCK非阻塞模式，也可以设置为非阻塞模式，两个模式在下一篇博客中具体说明</span>23.24.if (-1 == fd)25.{26.perror("Can't Open Serial Port");27.return(-1);28.}29.}30.else if (comport==3)//串口331.{32.fd = open( "/dev/ttyS2", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDEL AY);33.if (-1 == fd)34.{35.perror("Can't Open Serial Port");36.return(-1);37.}38.}39./*恢复串口为阻塞状态*/40.if(fcntl(fd, F_SETFL, 0)<0)41.printf("fcntl failed!\n");42.else43.printf("fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL,0));44./*测试是否为终端设备*/45.if(isatty(STDIN_FILENO)==0)46.printf("standard input is not a terminal device\n");47.else48.printf("isatty success!\n");49.printf("fd-open=%d\n",fd);50.return fd;51.}关键函数解释：功能描述：用于打开或创建文件，成功则返回文件描述符，否则返回-1，open返回的文件描述符一定是最小的未被使用的描述符[cpp] view plain copy1.#include<fcntl.h>2.int open(const char *pathname, int oflag, ... );参数解释：pathname：文件路径名，串口在linux中被看做是一个文件oflag：一些文件模式选择，有如下几个参数可以设置•O_RDONLY只读模式•O_WRONLY只写模式•O_RDWR读写模式上面三个参数在设置的时候必须选择其中一个下面的是可选的•O_APPEND每次写操作都写入文件的末尾•O_CREAT如果指定文件不存在，则创建这个文件•O_EXCL如果要创建的文件已存在，则返回 -1，并且修改 errno 的值•O_TRUNC如果文件存在，并且以只写/读写方式打开，则清空文件全部内容•O_NOCTTY如果路径名指向终端设备，不要把这个设备用作控制终端。
linux下的串口通信原理及编程实例
linux下的串⼝通信原理及编程实例linux下的串⼝通信原理及编程实例⼀、串⼝的基本原理1 串⼝通讯串⼝通讯(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进⾏传输数据的⼀种通讯⽅式。
串⼝是⼀种接⼝标准，它规定了接⼝的电⽓标准，没有规定接⼝插件电缆以及使⽤的协议。
2 串⼝通讯的数据格式 ⼀个字符⼀个字符地传输，每个字符⼀位⼀位地传输，并且传输⼀个字符时，总是以“起始位”开始，以“停⽌位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。
每⼀个字符的前⾯都有⼀位起始位(低电平)，字符本⾝由7位数据位组成，接着字符后⾯是⼀位校验位(检验位可以是奇校验、偶校验或⽆校验位)，最后是⼀位或⼀位半或⼆位停⽌位，停⽌位后⾯是不定长的空闲位，停⽌位和空闲位都规定为⾼电平。
实际传输时每⼀位的信号宽度与波特率有关，波特率越⾼，宽度越⼩，在进⾏传输之前，双⽅⼀定要使⽤同⼀个波特率设置。
3 通讯⽅式单⼯模式（Simplex Communication）的数据传输是单向的。
通信双⽅中，⼀⽅固定为发送端，⼀⽅则固定为接收端。
信息只能沿⼀个⽅向传输，使⽤⼀根传输线。
半双⼯模式（Half Duplex）通信使⽤同⼀根传输线，既可以发送数据⼜可以接收数据，但不能同时进⾏发送和接收。
数据传输允许数据在两个⽅向上传输，但是，在任何时刻只能由其中的⼀⽅发送数据，另⼀⽅接收数据。
因此半双⼯模式既可以使⽤⼀条数据线，也可以使⽤两条数据线。
半双⼯通信中每端需有⼀个收发切换电⼦开关，通过切换来决定数据向哪个⽅向传输。
因为有切换，所以会产⽣时间延迟，信息传输效率低些。
全双⼯模式（Full Duplex）通信允许数据同时在两个⽅向上传输。
因此，全双⼯通信是两个单⼯通信⽅式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独⽴的接收和发送能⼒。
在全双⼯模式中，每⼀端都有发送器和接收器，有两条传输线，信息传输效率⾼。
显然，在其它参数都⼀样的情况下，全双⼯⽐半双⼯传输速度要快，效率要⾼。
嵌入式Linux下串口编程
读写串口
➢ 设置好串口之后，读写串口就很容易了，把串口当作文件读写就是。 ➢ 发送数据
char buffer[1024]; int Length; int nByte; nByte = write(fd, buffer ,Length)
效验位和停止位的设置
效验位和停止位的设置
➢需要注意的是: 如果不是开发终端之类的，只是串口传输数
据，而不需要串口来处理，那么使用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ始 模式(Raw Mode)方式来通讯，设置方式如 下：
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
关闭串口
➢关闭串口就是关闭文件。 close(fd);
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谢谢大家
打开串口
➢ 在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下的 串口一 为 /dev/ttyS0 串口二 为 /dev/ttyS1 ➢ 打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：
int fd; /*以读写方式打开串口*/ fd = open( "/dev/ttyS0", O_RDWR); if (-1 == fd){
/* 不能打开串口一*/ perror(" 提示错误！"); }
设置串口
➢ 最基本的设置串口包括波特率设置，效验位和停止位设置。 ➢ 串口的设置主要是设置 struct termios 结构体的各成员值。 struct termios { unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志 */ unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志 */ unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/ unsigned short c_lflag; /* local mode flags */ unsigned char c_line; /* line discipline */ unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */ }; 设置这个结构体很复杂，我这里就只说说常见的一些设置：
嵌入式课设——串口通信
目录摘要 (1)一、串口通信概述 (2)1.1通信方式 (2)1.2串口通信 (2)1.3串口通信的原理 (3)1.4串口通信的基本任务 (3)1.5系统硬件结构原理 (3)1.6串口通信协议及实现 (4)1.7串行接口标准 (5)二、串口通信程序设计流程 (6)2.1总体程序设计流程图 (6)2.2串口操作需要的头文件 (7)2.3打开串口 (7)2.4串口设置 (7)2.5串口读写 (10)2.6关闭串口 (12)总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)摘要嵌入式系统（Embedded System）在于结合微处理器或微控制器的系统电路与其专用的软件，来达到系统运作效率成本的最优化。
本课程设计就是基于2410F 的嵌入式串口通信的实现，按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法，并分析了串口驱动的开发方法。
该系统的硬件主体设计以三星S3C2410 处理器为核心控制器件，实现连接PC机、ARM9-2410开发板、仿真器，实现串行通信，传输速率为115200bps，接收来自串口（通过超级终端）的字符并将接收到的字符发送到超级终端，实现在ARM 平台上与外部设备进行串口通信的基本功能。
在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。
并行通信：在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的；如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，这种传输方式称为并行通信。
串行通信：串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度；其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用，如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。
在嵌入式系统的开发中，串口通讯的设计是一个非常重要的部分，虽然通用的串口驱动可以满足很多系统的需要，但在一些工业控制中，对串口信号的数据格式，波特率等都有着严格的限制，这就要求针对系统需求对串口进行重新开发本课题的目的就是研究适用于学校教学的嵌入式系统平台，这对于提高对嵌入式系统的理解具有重要意义。
嵌入式Linux串口应用开发1(精)
14:08
Linux嵌入式操作系统 文全刚
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串行口功能模块及其工作工程
14:08
Linux嵌入式操作系统 文全刚
19/29
UART的特殊功能寄存器
每个串口通道共有各种寄存器11个，它们分别 是：2 个控制寄 存器（ULCON0，ULCON1；UCON0， UCON1）， 一 个 FIF0 控 制 寄 存 器 （ UFCON0， UFCON1）， 一 个 串 口 调 制 解 调 控 制 寄 存 器 （UMCON0，UMCON1），一个发送/接受状态寄存器 （ UTRSTA0，UTRSTA1）， 一 个 串 口 发 送 错 误 状 态 寄存器 （UERSTA0，UERSTA0），一个FIF0 状态寄 存 器 （ UFSTAT0，UFSTAT1）， 一 个 串 口 调 制 解 调 状 态 寄 存 器 （ UMSTAT0，UMSTAT1）， 一 个 数 据 发 送 寄 存 器 （ UTXH0，UTXH1）， 一 个 数 据 接 收 寄 存 器 （ URXH0，URXH1） 和 一 个 波 特 率 产 生 控 制 寄 存 器（UBRDIV0，UBRDIV1）。
输入
在TxD和RxD上
逻辑1(MARK)=-3V～-15V 逻辑0(SPACE)=+3～＋15V
在RTS、CTS、DSR、DTR 和DCD等控制线上
信号有效（接通，ON状态， 正电压）＝+3V～+15V
信号无效（断开，OFF状态， 负电压）=-3V～-15V
14:08
Linux嵌入式操作系统 文全刚
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二 RS232串行通信接口
• DB9和DB25的常用信号脚说明 • RS232C串口通信接线方法（三线制） • RS-232串行接口标准简介
第三讲 嵌入式Linux串口程序设计
newtio.c_cc[VTIME] = 0; newtio.c_cc[VMIN] = 0;
8. 处理要写入的引用对象
tcflush函数刷清（抛弃）输入缓存（终端驱动程序已接收 到，但用户程序尚未读）或输出缓存（用户程序已经 写，但尚未发送）。 int tcflush (int filedes, int queue) queue数应当是下列三个常数之一： TCIFLUSH 刷清输入队列。 TCOFLUSH 刷清输出队列。 TCIOFLUSH 刷清输入、输出队列。 如：tcflush(fd,TCIFLUSH);
设置奇校验： newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag |= PARODD; newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); 设置偶校验： newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag &= ~PARODD;
21
3.5 串口操作的实例(1/2)
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <errno.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <termios.h> #include <stdlib.h> int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop) { struct termios newtio,oldtio; if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return -1; } bzero( &newtio, sizeof( newtio ) ); newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD; newtio.c_cflag &= ~CSIZE; switch( nBits ){ case 7: newtio.c_cflag |= CS7; break; case 8: newtio.c_cflag |= CS8; break;} switch( nEvent ){ case 'O': newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag |= PARODD; newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); break; case 'E': newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); newtio.c_cflag |= PARENB; newtio.c_cflag &= ~PARODD; break; case 'N': newtio.c_cflag &= ~PARENB; break;} switch( nSpeed ){ case 2400: cfsetispeed(&newtio, B2400); cfsetospeed(&newtio, B2400); break; case 4800: cfsetispeed(&newtio, B4800); cfsetospeed(&newtio, B4800); break; case 9600: cfsetispeed(&newtio, B9600); cfsetospeed(&newtio, B9600); break; case 115200: cfsetispeed(&newtio, B115200); cfsetospeed(&newtio, B115200); break; default: cfsetispeed(&newtio, B9600); cfsetospeed(&newtio, B9600); break;} if( nStop == 1 ) newtio.c_cflag &= ~CSTOPB; else if ( nStop == 2 ) newtio.c_cflag |= CSTOPB; newtio.c_cc[VTIME] = 0; newtio.c_cc[VMIN] = 0; tcflush(fd,TCIFLUSH); if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0){ perror("com set error");return -1;} printf("set done!\n");return 0;}
嵌入式Linux系统的研究及其在串口通信中的应用
[]Prompt for development and/or incomplete code/drivers
默认情况下是选择的，这将会在设置界面中显示还在开发或者还没有完成的与驱动。
通用设置选项：支持处理器在程序之间同步和交换信息、支持热插拔
[]16-bit PCMCIA support(NEW)
[]Load CIS updates from userpace(EXPERIM- ENTAL)(NEW)
[]PCMCIA control ioctl(obsolete)(NEW)
支持的可执行文件格式：支持ELF，ELF是开放平台下最常用的二进制文件，它支持不同的硬件平台。
嵌入式Linux系统的研究及其在串口通信中的应用［设计］
竹 林 祝忠明 约4076字
1引言
Linux 内核进行修改和剪裁以满足系统的需求，是移植技术中的关键。本文主要研究了如何对 Linux 操作系统进行修改和剪裁，并在开发板上实现了串口通信。
2嵌入式 Linux 操作系统分析
3.3 内核的修改和剪裁
内核的初始化分为以下几个阶段：
（1） 内核的入口stext
stext是BootLoader所调用的内核入口，从stext进入后，将完成一些针对程序运行环境的建立。
（2） 内核的初始化函数start_kernel
start_kernel是内核初始化的主体。在调用这个函数的时候，系统已经有了一个初始化的页目录表和堆栈。
General setup--→
[*]System VIPC
[*]Support for hot-pluggable devices
详解linux下的串口通讯开发
详解linux下的串口通讯开发串行口是计算机一种常用的接口，具有连接线少，通讯简单，得到广泛的使用。
常用的串口是RS-232-C接口(又称EIA RS-232-C)它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。
串口通讯指的是计算机依次以位（bit）为单位来传送数据，串行通讯使用的范围很广，在嵌入式系统开发过程中串口通讯也经常用到通讯方式之一。
Linux对所有设备的访问是通过设备文件来进行的，串口也是这样，为了访问串口，只需打开其设备文件即可操作串口设备。
在linux系统下面，每一个串口设备都有设备文件与其关联，设备文件位于系统的/dev目录下面。
如linux下的/ttyS0，/ttyS1分别表示的是串口1和串口2。
下面来详细介绍linux下是如何使用串口的：1. 串口操作需要用到的头文件#include <stdio.h> /*标准输入输出定义*/#include <stdlib.h> /*标准函数库定义*/#include <unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h> /*文件控制定义*/#include <termios.h> /*POSIX 终端控制定义*/#include <errno.h> /*错误号定义*/#include <string.h> /*字符串功能函数*/2. 串口通讯波特率设置波特率的设置定义在<asm/termbits.h>，其包含在头文件<termios.h>里。
常用的波特率常数如下：B0-------à0 B1800-------à1800B50-----à50 B2400------à2400B75-----à75 B4800------à4800B110----à110 B9600------à9600B134----à134.5 B19200-----à19200B200----à200 B38400------à38400B300----à300 B57600------à57600B600----à600 B76800------à76800B1200---à1200 B115200-----à115200假定程序中想要设置通讯的波特率，使用cfsetispeed( )和cfsetospeed( )函数来操作，获取波特率信息是通过cfgetispeed（）和cfgetospeed（）函数来完成的。
(完整word版)linux下的串口通信程序详解
linux下的串口通信程序详解
2009-07-19 12:37
为了说明问题，下面给出测试程序来理解linux下的串口操作流程，例程receive.c 用来接收从串口发来的数据，而例程send.c用来发送数据到串口。
二者成功建立串口连接后，串口接收端会收到串口发送端发来的字符串数据“Hello，this is a Serial Port test!”。
分别将上面的俩个程序编译之后就可以运行了，如果是在两个不同的平台上运行，比如，在开发板上运行数据发送程序write（write.c编译后得到），在宿主机上运行结收数据程序read（read.c编译得到），采用串口线将二者正确连接之后，就可以运行来看实际的效果了：
首先在宿主机端运行数据接收程序receive：
[zhang@localhost]# ./receive
[zhang@localhost]#open /dev/ttyS0： Success
ready for receiving data...
The data received is：
Hello,this is a Serial_Port test!
[zhang@localhost]#
在接收端运行完程序之后再到发送端运行数据发送程序send：
#./send
ready for sending data...
the number of char sent is 35
#
运行完发送程序之后就可以在接收端看到接收的数据了。
也可以在一台PC机上来运行这两个程序，这时需要将串口线的2、3脚短路连接即可（自发自收），实际运行的步骤与上面相同。
基于嵌入式LINUX的串口通信技术在超小型飞机控制系统中的应用
基于嵌入式L IN U X 的串口通信技术在超小型飞机控制系统中的应用田志辉,蒋蓁,吉梅峰(上海大学机械工程与自动化学院,上海200072)摘要:介绍了基于嵌入式Linux 的S UAV 控制系统中的串口通信技术,以及嵌入式Linux 平台下串口属性设置和串行通信程序设计方法,并通过与G PS 的通信程序示例,分析了嵌入式Linux 下实现超小型飞行器控制系统的串口通信。
关键词: S UAV ;超小型飞行器;嵌入式Linux ;串口通信中图分类号: T P319 ; T P273文献标识码:A文章编号:1001 - 4551 (2005) 02 - 0001 - 05T he T echnology of Serial Communication in Sup er MiniatureU n m anne d Air V ehicle‟s Control Syste m B a s ed on E mbe dd e d L i nuxTI AN Zhi2hui , J I AN G Zhen , J I Mei2feng( The Schoo l o f Mechatr onics and Automation , S h anghai University , S h anghai 200072 , C hina) Abstract : S erial communication b ased on emb edded linu x is primarily importan t in S u per Miniature Unmanned Air V ehicle‟s contr ol system. In this paper , the techn olog y of serial communication in S u per Miniature Unmanned Air Vehicle‟s control systemb ased on emb edded linu x is introdu ced firstly. At the same time , the d evices of serial communication and the methods of serial communication prog ramming are d iscussed. Then the implemen tation of serial communication of S UAV‟s control system b ased on emb edd ed lin u x is analyzed in d etail .K ey w ords : S UAV ; emb edd ed linu x ; serial communication基于嵌入式Linux 的超小型飞行器控制系统, 是我们在嵌入式Linux 与PC/ 104 结合应用方面的一次尝试。
Linux串口通讯
BEIJNG
UNIVERSAL
PIONEERING
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5.1 串行I/O的基本概念
串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称 为串行通讯。 串行通讯的特点是： 数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完 成 成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。
约定包括对数据格式同步方式传送速度传送步骤检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定通信双方必须共同遵守?属于isososi七层参考模型中的数据链路层博创科技嵌入?2005流控制?流控制在串行通讯中的作用?流现象或者两台计算机的处理速度不同如台式机与单片机之间通讯接收端数据缓冲区已满则此时继续发送来的数据就会丢失?流控制能解决这个问题当接收端数据处理不过来时就发出不再接收的信号发送端就停止发送直到收到可以继续发送的信号再发送数据
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异步通信的接收过程（2/2）
（3）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的 值作为D0位数据。若为逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数据位0 （4）再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D1位数据。… 直到全部数据位都输入 （5）检测校验位P（如果有的话）。 （6）接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收到停止位S(逻辑 1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误，在状态寄存器中置“帧错误”标志。 若没有错误，对全部数据位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位寄存器 中送数据输入寄存器。若校验错，在状态寄存器中置奇偶错标志。 （7）本幀信息全部接收完，把线路上出现的高电平作为空闲位。 （8）当信号再次变为低时，开始进入下一幀的检测
13_1_n62嵌入式Linux串口应用开发共44页PPT资料
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• int tcgetattr(int fd,*ptr);
• 用来获取终端控制属性，它把串口的默认 设置赋给了termios数据结构。
• fd：待操作的文件描述符 • *ptr：指向termios结构的指针 • 函数返回：成功返回0，失败返回-1
• #include #include #include #include #include #include #include #include
<stdio.h> /*标准输入输出定义*/ <stdlib.h> /*标准函数库定义*/ <unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/
<sys/types.h>
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• Tcflush（fd，queue_selector）
• 在串口重新设置后，在此之前的数据要重 新处理，处理方法取决于queue_selector:
• TCIFLUSH:刷新收到的数据但是不读
• TCOFLUSH:刷新写入的数据但是不传送
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打开串口
• Linux 下串口文件是位于 /dev 下的 串口一 为 /dev/ttyS0 串口二 为 /dev/ttyS1
• 打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：
• 设置数据位 new_opt.c_cflag &= ~CSIZE; new_opt.c_cflag |= CS8;
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天津电子信息职业技术学院《嵌入式软件编程》课程报告课程名称：基于linux的嵌入式串口通信课程代码：115229*名：**学号：48专业：物联网应用技术班级：物联S14-1完成时间：2016 年10 月28日目录摘要 (1)前言 (2)一、嵌入式串口通信概述 (2)1.1 嵌入式串口通信的原理 (2)1.2 嵌入式串口通信的开发工具 (2)1.2.1 CC2530功耗 (2)1.2.2 ARM简介 (3)1.2.3 Linux系统简介 (3)1.3 嵌入式串口通信的基本任务 (4)1.4嵌入式串口通信协议及实现 (4)二、 RS-232C标准 (5)2.1引脚定义 (5)2.2 字符（帧）格式 (6)2.3握手协议 (8)2.4 双机互连方式 (9)2.4.1无硬件握手情况 (9)2.4.2 DTR和DSR握手情况 (9)三、嵌入式串口驱动程序设计 (10)3.1 嵌入式串口操作需要的头文件 (10)3.2 打开串口 (10)3.3 串口设置 (11)3.4 串口读写 (13)3.5 关闭串口 (14)四、源程流程图 (15)五、源程序代码 (15)总结 (19)摘要随着Internet的发展和后PC时代的到来，嵌入式系统以其可靠性强、体积小、专用性、成本低等特性得到日益广泛的应用。
目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。
与此同时，一个独立的嵌入式系统的功能缺陷也逐渐暴露出来。
新一代嵌入计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化嵌入计算的方向发展，标准和统一的TCP/IP通信协议是独立于任何厂家的硬件的，因此嵌入环境下的实时网络通信成为嵌入计算技术研究的重点和热点。
本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。
关键词：嵌入式串口通信 2410F前言嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统，用户应用程序4个部分组成。
用于实现对其他设备的控制，监视或管理等功能。
嵌入式系统已经广泛应用于科学研究，工业控制，军事技术，交通通信，医疗卫生，消费娱乐等领域，人们常用的手机，PDA，汽车，智能家电，GPS等均是嵌入式系统的典型代表。
串口通信是简单嵌入式系统的一个应用，串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。
一、嵌入式串口通信概述所谓串口通信，是指外设和计算机间使用一根数据信号线（另外需要地线），数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。
串口传输是二进制代码序列在一条信道上以位（元码）为单位，按时间顺序且按位传输的通信方式。
串行传输时，发送端按位发送，接收端按位接受，同时还要对所传输的位加以确认，所以收发双方要采取同步措施，否则接受端将不能正确区分出所传输的数据。
串口通信不但能实现计算机与嵌入式开发板之间的数据传输，而且还能实现计算机对嵌入式开发板的控制。
若采用普通单片机,对外部设备的访问就需要利用复杂的汇编语言进行编程或者使用C51自己编写设备的初始化以及读写访问程序,这样的过程不仅复杂,而且不利于大规模的开发和设计。
ARM 与8051 等普通单片机相比,具有开发简单、灵活,而且性能稳定、功能易于扩展等一系列优势,因而在汽车电子、手持设备、无线领域和航空航天等嵌入式系统中得到广泛的应用。
将Linux 移植到ARM 嵌入式处理器后,可以利用操作系统中提供的系统调用把串口及其他外设当成普通文件进行操作,读写方便,因此进行相应开发可以提高系统编程效率,而且还可以简化调试的复杂程度。
1.1 嵌入式串口通信的原理串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。
当数从CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。
在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。
串口是系统资源的一部分,应用程序要使用串口进行通信,必须在使用之前向操作系统提出申请要求(打开串口),通信完成后必须释放资源(关闭串口)。
1.2 嵌入式串口通信的开发工具本次开发采用的硬件平台是利用OURS-IOTV2-2530实验箱和C语言来实现本次系统的开发。
1.2.1 CC2530功耗CC2530使用不同的运行模式或功耗模式以允许低功耗运行。
超低功耗是通过关闭模块电源以避免静态功耗以及通过使用时钟门控和关闭振荡器来减少动态功耗而获得的。
CC2530有4个功耗模式，被称为PM0、PM1、PM2和PM3。
PM0是激活模式而PM3具有最低功耗。
PM0：全功能模式。
连接到数字内核的电压调整器打开。
16MHz RC振荡器或32MHz 晶体振荡器运行或者它们同时运行。
32.753KHz RC振荡器或32.768KHz 晶体振荡器运行。
PM1:连接到数字部分的电压调整器打开。
16MHz RC振荡器和32MHz 晶体振荡器都不运行。
32.753KHz RC 振荡器或32.768KHz 晶体振荡器运行。
在产生复位、外部中断或当睡眠定时器到期时系统将返回到PM0。
PM2：连接到数字内核的电压调整器关闭。
16MHz RC振荡器和32MHz 晶体振荡器都不运行。
32.753KHz RC 振荡器或32.768KHz 晶体振荡器运行。
在产生复位、外部中断或当睡眠定时器到期时系统将返回到PM0。
PM3：连接到数字内核的电压调整器关闭。
没有振荡器运行。
在产生复位或外部中断时系统将返回到PM0。
PM0是全功能模式，在该模式下，CPU、片内外设和RF收发器都处于激活状态，数字电压调整器打开。
该模式也被称为激活模式时。
1.2.2 ARM简介ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
1991 年ARM 公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。
目前，采用ARM 技术知识产权(IP)核的微处理器，即通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统、军用系统等各类产品市场，基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32 位RISC 微处理器70％以上的市场份额，ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可，由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM 公司购买其ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场。
目前全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM 公司的授权，因此既使得ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场并被消费者所接受，更具有竞争力。
ARM 微处理器一般具有如下特点：（1）体积小、低功耗、低成本、高性能；（2）支持 Thumb(16 位)/ARM(32 位)双指令集，能很好的兼容8/16 位器件；（3）大量使用寄存器，指令执行速度更快；（4）大多数数据操作都在寄存器中完成；（5）寻址方式灵活简单，执行效率高；（6）指令长度固定。
1.2.3 Linux系统简介Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。
Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中最著名的例子。
Linux 一般有四个主要部分：内核、Shell、文件结构和实用工具。
（1）Linux 内核内核是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。
它从用户那里接受命令并把命令送给内核去执行。
（2）Linux ShellShell 是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。
它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行。
实际上Shell 是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令并且把它们送到内核。
不仅如此，Shell 有自己的编程语言用于对命令的编辑，它允许用户编写由shell 命令组成的程序。
Shell 编程语言具有普通编程语言的很多特点，比如它也有循环结构和分支控制结构等，用这种编程语言编写的Shell 程序与其他应用程序具有同样的效果。
（3）Linux 文件结构文件结构是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。
主要体现在对文件和目录的组织上。
目录提供了管理文件的一个方便而有效的途径。
我们能够从一个目录切换到另一个目录，而且可以设置目录和文件的权限，设置文件的共享程度。
使用Linux，用户可以设置目录和文件的权限，以便允许或拒绝其他人对其进行访问。
（4）Linux 实用工具标准的 Linux 系统都有一套叫做实用工具的程序,它们是专门的程序，例如编辑器、执行标准的计算操作等。
用户也可以产生自己的工具。
1.3 嵌入式串口通信的基本任务（1）实现数据格式化:因为来自CPU 的是普通的并行数据,所以,接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。
在异步通信方式下,接口自动生成起止式的帧数据格式。
在面向字符的同步方式下,接口要在待传送的数据块前加上同步字符。
（2）进行串---并转换:串行传送,数据是一位一位串行传送的,而计算机处理数据是并行数据。
所以当数据由计算机送至数据发送器时,首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。
因此串并转换是串接口电路和的重要任务。
（3）控制数据传输速率:串行通信接口电路应具有对数据传输速率-----波特率进行先择和控制的能力。
（4）进行错误检测:在发送接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。
在接收时,接口电路检查字符的奇偶校验或其他检验码,确定是否发生传送错误。
（5）进行TTL 与EIA 电平转换:CPU 和终端均采用TTL 电平及正逻辑,它们与EIA 采用的电平及负逻辑不兼容,需在接口电路中进行转换。
1.4嵌入式串口通信协议及实现串行端口的本质功能是作为CPU 和串行设备间的编码转换器,一般微机内都配有通信适配器,使计算机能够与其他具有RS-232C 串口的计算机或设备进行通信。
本系统主要目的是实现宿主机与目标机之间的近距离串行通信, 采用的宿主机是Intel Centrino架构的Red Hat Linux 9.03 环境PC机, 而目标机是ARM 架构的开发板。
本系统中目标机开发板的内核采用的是三星的S3C2410 ,该开发板采用核心板加底板的模式, 核心板接口采用DIMM200 标准连接器,工作非常可靠,可稳定运行在203 MHz 的时钟频率下。