Linux串口编程示例的直接Make编译
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简介：
本项目提供了一系列关于在Linux环境下进行串口编程的实际示例，并且可以直接使用Make命令进行编译和运行。每个示例都详细地说明了如何配置Makefile，以及如何通过简单的命令行操作来测试程序功能。适合初学者快速掌握Linux下串口通信开发技巧。
在Linux系统中，串口通信是一种基础且重要的方式，主要用于设备间的低级交流，例如嵌入式装置、物联网设备等场景下。本教程将指导如何进行Linux系统的串行端口编程操作，涵盖非阻塞`read`函数的使用、打包后的数据传输方法（即`write`），以及打开串口和配置相关参数。
首先了解在Linux内核中，每个串口被表示为设备文件形式如 `/dev/ttyS*`, 其中的数字代表具体的端口号。例如, 第一个串行端口是 /dev/ttyS0 ，第二个则是 /dev/ttyS1 等等。
**非阻塞`read`:** 当进行读取操作时，如果不想等待数据的到来，则可以将设备设置为非阻塞模式。这可以通过使用 `fcntl()` 函数，并添加标志位 O_NONBLOCK 来实现，这样当没有可读的数据时，函数会立即返回而不造成程序的暂停。
```c
fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | O_NONBLOCK);
```
**打包`write`:** 在发送数据过程中，为了减少丢失的风险，可以将多个小块数据合并为一个包进行传输。这可以通过定义包含长度和实际内容的数据结构来实现。
```c
struct packet {
int length;
char data[DATA_SIZE];
};
write(fd, &packet, sizeof(packet));
```
**设备打开:** 使用 `open()` 函数以读写模式（`O_RDWR`）并加上非独占标志(`O_NOCTTY`) 来开启串口。这确保了对端口的访问权限。
```c
fd = open(/dev/ttyS0, O_RDWR | O_NOCTTY);
```
**配置串行参数:** 在打开设备后，需要设置波特率、数据位数等通信标准。这是通过 `struct termios` 结构体和相应的函数如 `tcgetattr()` 和 `tcsetattr()` 来完成的。
```c
struct termios options;
tcgetattr(fd, &options);
// 设置波特率为9600
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);
// 其他配置，如数据位、停止位、校验位等
options.c_cflag &= ~PARENB; // 去除奇偶校验
options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 使用1个停止位
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
// 应用配置到串口设备中
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
```
一个简单的 `Makefile` 可以用来编译源代码，并生成可执行文件。示例如下：
```makefile
CC = gcc
CFLAGS = -Wall
OBJ = uart_test.o
EXEC = uart_test
all: $(EXEC)
$(EXEC): $(OBJ)
$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $(OBJ)
%.o: %.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $<
clean:
rm -f *.o $(EXEC)
```
通过上述步骤，我们可以实现Linux系统中串口通信的基本操作。这个过程包括打开设备、配置参数及读写数据等环节，从而保证了在实际项目中的稳定性和可靠性。
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