本书详细介绍了在Linux环境下进行的24个与串口相关的实验项目,旨在帮助读者深入理解并掌握串口通信技术的应用。
串口(Serial Port)是计算机硬件中的接口类型之一,用于设备之间的数据传输。在计算机领域内,常见的标准包括RS-232、RS-422及RS-485等,其中最为普遍的是RS-232。它以比特流的形式进行通信,并具备简单且成本低廉的特点,在调试、远程控制以及物联网(IoT)设备连接等多种场景中得到广泛应用。
串口的基本原理是通过一条或多条数据线逐位传输信息。主要的数据线路包括TX(Transmit,用于发送)和RX(Receive,用于接收)。此外还有DTR(Data Terminal Ready)、DSR(Data Set Ready)、RTS(Request To Send)以及CTS(Clear To Send),这些控制信号用来确保通信的准确性。
在Linux操作系统中,串口通常映射为/dev/ttyS*设备文件。进行串行通信前需要打开相应的设备文件,并设定波特率、数据位数、停止位和校验方式等参数。常用的波特率有9600、19200、38400及115200,而数据位通常为八比特,停止位则是一比特;至于校验码,则可以选择无校验或奇偶校验。
在Linux环境下进行串口实验时,可以使用minicom、picocom以及screen等工具。以minicom为例:
- 安装:`sudo apt-get install minicom`
- 配置:执行 `minicom -s` 选择Serial port setup来设定设备和波特率。
- 确认并退出后,通过命令如 `minicom -D /dev/ttyS0` 启动程序,并连接到指定串口上。
- 使用Ctrl+A然后按Z键进入ASCII模式或使用Ctrl+A再按X键退出。
在C语言中进行串行编程时,则可以利用标准库函数open()、write()、read()和close()。例如,通过调用open()来打开设备文件;使用write()向串口发送数据;读取接收到的信息则借助于read(); 最后关闭接口需要执行close()。
此外,在涉及嵌入式系统开发或者驱动程序编写时,还会遇到中断处理、多线程和异步通信等问题。例如,当有新数据到达时可能需要用到中断服务例程来进行相应操作,这涉及到信号量等同步机制的应用。
在物联网(IoT)领域中,串口同样扮演着重要角色:许多传感器与微控制器支持UART接口,并可通过该接口轻松连接到主控板以实现信息交换。