串口本身，标准和硬件 ? 串口是计算机上串行通信的物理接口。串口在计算机历史上被广泛应用于连接计算机、终端设备和各种外部设备。尽管以太网接口和USB接口也通过串行流传输数据，但串行连接通常是指那些与RS-232标准兼容硬件或调制解调器接口。虽然现在在很多个人电脑上，连接外部设备的串口已经广泛使用了USB和Firewire替换；用于连接网络的串口被以太网取代，用于连接终端的串口设备被以太网取代MDA或者VGA取而代之。但一方面，由于串口本身成本低，技术成熟，另一方面，由于串口控制台的功能RS-232标准高度标准化，非常普及，至今仍广泛应用于各种设备。 一些计算机使用一个叫做UART串口设备采用集成电路。集成电路可以转换字符和异步串行通信序列，并自动处理数据时序。而且一些低端设备会让CPU该技术称为输出针直接传输数据bit-banging。 因为串口，RS-232和UARTs基本上总是出现在同一个语境中，所以这些名词通常是混淆的。以下是一些重要的术语和术语。
↑ 什么是串行通信 ? 计算机每次可以传输一个或多个位置(bit)数据。串行是指每次只传输一个(1bit)数据。 当需要通过串行通信传输一个单词时(word)每次只能接收或发送数据。每个位置可能是on(1)或者off(0)。常用于许多技术术语。mark表示on，而space表示off。
串行数据的速度通常是每秒传输的字节数bits-per-second(bps)或者波特率(baud)表示。这个值表示每秒0和1的数量。很久以前，3000bps速度很快，现在电脑可以处理430，800RS-232速率。表示波特率的单位也有kpbs和Mbps，1kps=1000bps而1Mbps=1000kbps。 一般来说，当有人提到串行设备时，它可能是某种数据通信设备-DCE(Data Communications Equipment)或数据终端设备-DTE(Data Terminal Equipment)。它们之间的区别很简单，每个信号都是对的，比如传输和接收，它们恰恰相反。假如需要两个DTE或者DCE如果设备连接，需要适配器或交叉电缆交换信号。
↑ 什么是RS-232 ? RS-232是EIA(Electronic Industries Association)串行通信的电气接口定义。RS-实际上有三种232(A,B和C)，它们用不同的电压表示on和off。最广泛使用的是RS-232C，它将mark(on)比特的电压定义为-3V到-12V之间，而将space(off)定义电压 3V到 12V之间。虽然RS-232C标准信号最远传输8m，但事实上，你可以用它来传输更长的距离，直到信号波特率太小。 RS-除了232连接线中用于传输数据的电线外，还有一些用于提供时序、状态和握手的电线：
RS-232 针脚定义
DB-25
针脚 描述 针脚 描述 针脚 描述 针脚 描述 针脚 描述 1 Earth Ground 6 DSR - Data Set Ready 11 Unassigned 16 Secondary RXD 21 Signal Quality Detect 2 TXD - Transmitted Data 7 GND - Logic Ground 12 Secondary DCD 17 Receiver Clock 22 Ring Detect 3 RXD - Received Data 8 DCD - Data Carrier Detecter 13 Secondary CTS 18 Unassigned 23 Data Rate Select 4 RTS - Request To Send 9 Reserved 14 Secondary TXD 19 Secondary RTS 24 Transmit Clock 5 CTS - Clear To Send 10 Reserved 15 Transmit Clock 20 DTR - Data Terminal Ready 25 Unassigned DB-9
针脚 名称 全名 方向(主机 外设) 3 TD Transmit Data -> 2 RD Receive Data <- 7 RTS Request To Send -> 8 CTS Clear To Send <- 6 DSR Data Set Ready <- 4 DTR Data Terminal Ready -> 1 CD Data Carrier Detect <- 9 RI Ring Indicator <- 5 - Signal Ground 另外两个常见的标准串行接口RS-422和RS-574。RS-使用更低的电压和差分信号将传输距离扩大到300m。而RS-574定义了电脑上常见的9针连接器和电压。
↑ 信号定义 ? RS-232标准定义了18个不同的串行通信信号。其中，只有以下6个信号可以使用UNIX在环境中使用。
GND - Logic Ground 从技术角度看，GND不能算信号。但没有其他信号就不能使用。基本上，logic ground有点像参考电压，判断哪个电压是正的，哪个电压是负的。
TXD - Transmitted Data TXD信号负载从您的计算机或设备到另一端的数据(如调制解调器)。Mark范围内的电压分析为1，space范围电压分析为0。
RXD - Received Data RXD于TXD相反。它负载从另一端的计算机或设备上传到您工作站的数据。Mark和space分析方法是TXD一致。
DCD - Data Carrier Detect DCD信号通常来自串口连接线的另一端。这条信号线space电压表示另一端的计算机或设备已连接。DCD但是信号线并不总是可以得到的，有的设备上有这条信号线，有的则没有。
DTR - Data Terminal Ready DTR你的工作站生成了信号，告诉你是否已经准备好了另一端的电脑或设备。Space电压表示准备好了，mark电压表示没有准备好。当您在工作站打开串行接口时，DTR自动设置位置通常是有效的。
CTS - Clear To Send CTS它通常来自连接线的另一端。Space电压表示您可以从工作站发送更多数据。CTS它通常用于协调工作站和另一端之间的串行数据流。
RTS - Request To Send 如果RTS设置信号space这意味着你已经准备好了一些需要传输的数据。CTS一样，RTS它还被用来协调工作站与另一端计算机或设备之间的数据流。这个信号将在一些工作站设置space。
↑ 异步通讯 ? 计算机为了弄懂传给它的串行数据，它需要确定每个字符开始和结束的位置。这通常是用异步串行数据来完成的。
在异步模式下，串行数据线总是处于异步模式，除非字符被传输，否则mark(1)状态。有一个start在加入传输字符的位置之前，在字符本身的位置之后会有一个可选的位置parity一个或多个位置stop位。Start位总是space(0)它会告诉计算机新的串行数据。所谓异步，数据可以随时发送或接收。
#ref(): File not found: “async.gif” at page “Linux串口编程详解
那个可选的parity位只是所有传输位的和，用来表示传输字符中有奇数1或偶数1。在偶数parity如果传输字符中有偶数1，那么parity位置设置为0，传输字符中有奇数1parity位被设置为1。在奇数parity位置设置相反。还有一些术语，比如space parity, mark parity和no parity。Space parity是指parity位置总是设置为0，mark parity恰恰相反，parity会一直是1。No parity这意味着根本不会传输parity位。 剩下的叫stop位。传输字符之间可以有1个，1个.5个或者2个stop而且，它们的值总是1。传统上，Stop位式用于计算机处理前面的字符，但它只是用于同步接收数据的计算机和接收的字符。 异步数据通常表示为"8N1"，“7E或类似的形式。这表示8数据位，no parity和1个stop bit7数据位，even parity和1个stop bit”。
↑ 什么是全双工和半双工？ ? 全双工(Full duplex)也就是说，计算机可以同时接收和发送数据——也就是说，它有两个单独的数据传输通道(一个传输，一个传输)。
半双工(Half duplex)这意味着计算机不能同时接收和发送数据，而只能在某个时刻单独传输或接收数据。这通常意味着它只有一个数据通道。半双工并不意味着RS-不能使用232的某些信号，但它通常使用不同于RS-其他不支持全双工标准的232。
↑ 什么是流量控制？ ? 两个串行接口之间的传输数据流通常需要协调。这可能是由于某个串行接口或某些存储介质的中间串行通信链路的限制。有两种方法可以做到这一点。
第一种方法通常被称为软件流控制。这种方法从特殊字符开始。(XON，DC1、八进制数021)或结束(XOFF，DC三、八进制数023)数据流。这些字符都在ASCII定义。虽然这些编码对传输文本信息非常有用，但它们不能用于特殊程序中的其他类型的信息。
第二种方法称为硬件流控制。使用这种方法RS-232标准的CTS和RTS信号取代上述特殊字符。当准备就绪时，接受方将CTS信号设置成为space当电压尚未准备就绪时，它将被设置为mark电压。相应地，发送方将准备就绪RTS设置space电压。正因为硬件流控制使用了于数据分隔的信号，所以与需要传输特殊字符的软件流控制相比它的速度很快。但是，并不是所有的硬件和操作系统都支持CTS/RTS流控制。
↑ 什么是BREAK † 通常，直到有数据传输时，接收和传输信号会保持在mark电压。如果一个信号掉到space电压并且持续了很长时间，一般来说是1/4到1/2秒，那么就说有一个break条件存在了。
BREAK经常被用来重置一条数据线或者用来改变像调制解调器这样的设备的通讯模式。
↑ 同步通讯 † 与异步数据不同，同步数据是一个稳定的字节流。为了能够在线路上读取到数据，计算机必须提供或者接受一个时钟，这样才能保证发送端和接收端同步。尽管已经有同步时钟，计算机还是必须以某种方式标志数据流的开端。做这件事情最常见的办法就是使用像Serial Data Link Control(“SDLC”)或者High-Speed Data Link Control(“HDLC”)这样的数据包通讯协议。
这些协议每个都定义了一个确定的比特序列来表示数据包的开始和结束。当然，它们也定义了一个用来表示没有数据传输的比特序列。这些比特序列可以帮助计算机识别数据包的开端。
因为同步协议可以不使用每个字符的同步比特位，所以通常它们的性能比异步通讯快最少25%，而且一般比较适用于远距离的网络链接或者有两个串口接口的配置的情况。尽管同步通讯的速度有优势，大部分RS-232硬件却不支持它，因为同步通讯需要其他的硬件和软件。
↑ 用户看到的串口和用户空间的串口编程 † 和其他设备一样，Linux也是通过设备文件来提供访问串口的功能。当需要访问串口的时候，你只需要open相应的文件。
↑ 串口的设备文件 † Linux系统上一般有一个或者多个串口，而这些串口设备文件名字比较奇怪，如比下面这样
串口设备文件名
操作系统 串口1 串口2 USB/RS-232转换器 Windows COM1 COM2 - Linux /dev/ttyS0 /dev/ttyS1 /dev/ttyUSB0 ↑ 打开串口 † 因为串口和其他设备一样，在类Unix系统中都是以设备文件的形式存在的，所以，理所当然得你可以使用open(2)系统调用/函数来访问它。但Linux系统中却有一个稍微不方便的地方，那就是普通用户一般不能直接访问设备文件。你可以选择以下方式做一些调整，以便你编写的程序可以访问串口。
改变设备文件的访问权限设置 [#cd9bd1e0] 以root超级用户的身份运行程序 [#kdd0e577] 将你的程序编写位setuid程序，以串口设备所有者的身份运行程序 [#s7b703ff] OK.假如你已经准备好了让串口设备文件可以被所有用户访问，你可以在Linux系统中实验一下下面这个程序，它可以打开计算机的串口1。
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> /* File control definitions / #include <errno.h> #include <termios.h> / POSIX terminal control definitions */
/*
- ‘open_port()’ - Open serial port 1
- Returns the file descriptor on success or -1 on error. */
int open_port(void) { int fd; /* File descriptor for the port */
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1)
{
/*
* Could not open the port.
*/
perror("open_port: Unable to open /dev/ttyS0 -");
}
else
{
fcntl(fd, F_SETFL, 0);
return (fd);
}
} ↑ 打开文件的选项 † 打开串口连接的时候，程序在open函数中除了Read+Write模式以外还指定了两个选项；
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); 标志O_NOCTTY可以告诉UNIX这个程序不会成为这个端口上的“控制终端”。如果不这样做的话，所有的输入，比如键盘上过来的Ctrl+C中止信号等等，会影响到你的进程。而有些程序比如getty(1M/8)则会在打开登录进程的时候使用这个特性，但是通常情况下，用户程序不会使用这个行为。
O_NDELAY标志则是告诉UNIX，这个程序并不关心DCD信号线的状态——也就是不关心端口另一端是否已经连接。如果不指定这个标志的话，除非DCD信号线上有space电压否则这个程序会一直睡眠。
↑ 给端口上写数据 † 给端口上写入数据也很简单，使用write(2)系统调用就可以发送数据了：
n = write(fd, “ATZ\r”, 4); if (n < 0) fputs(“write() of 4 bytes failed!\n”, stderr); 和写入其他设备文件的方式相同，write函数也会返回发送数据的字节数或者在发生错误的时候返回-1。通常，发送数据最常见的错误就是EIO，当调制解调器或者数据链路将Data Carrier Detect(DCD)信号线弄掉了，就会发生这个错误。而且，直至关闭端口这个情况会一直持续。
↑ 从端口上读取数据 † 从串口上读取数据的时候就得耍花招了。因为，如果你在原数据模式(raw data mode)操作端口的话，每个read(2)系统调用都会返回从串口输入缓冲区中实际得到的字符的个数。在不能得到数据的情况下，read(2)系统调用就会一直等着，只到有端口上新的字符可以读取或者发生超时或者错误的情况发生。如果需要read(2)函数迅速返回的话，你可以使用下面这个方式：
fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY); 标志FNDELAY可以保证read(2)函数在端口上读不到字符的时候返回0。需要回到正常（阻塞）模式的时候，需要再次在不带FNDELAY标志的情况下调用fcntl(2)函数：
fcntl(fd, F_SETFL, 0); 当然，如果你最初就是以O_NDELAY标志打开串口的，你也可在之后使用这个方法改变读取的行为方式。
↑ 关闭串口 † 可以使用close(2)系统调用关闭串口：
close(fd); 关闭串口会将DTR信号线设置成low，这会导致很多调制解调器挂起。
↑ 配置串口 † ↑ POSIX终端接口 † 很多系统都支持POSIX终端（串口）接口。程序可以利用这个接口来改变终端的参数，比如，波特率，字符大小等等。要使用这个端口的话，你必须将<termios.h>头文件包含到你的程序中。这个头文件中定义了终端控制结构体和POSIX控制函数。
与串口操作相关的最重要的两个POSIX函数可能就是tcgetattr(3)和tcsetattr(3)。顾名思义，这两个函数分别用来取得设设置终端的属性。调用这两个函数的时候，你需要提供一个包含着所有串口选项的termios结构体：
termios结构体成员
成员 描述 c_cflag 控制选项 c_lflag 行选项 c_iflag 输入选项 c_oflag 输出选项 c_cc 控制字符 c_ispeed 输入波特率(NEW) c_ospeed 输出波特率(NEW) ↑ 控制选项 † 通过termios结构体的c_cflag成员可以控制波特率，数据的比特数，parity，停止位和硬件流控制。下面这张表列出了所有可以使用的常数。
c_cflag常数
常量 描述 CBAUD Bit mask for baud rate B0 0 baud (drop DTR) B50 50 baud B75 75 baud B110 110 baud B134 134.5 baud B150 150 baud B200 200 baud B300 300 baud B600 600 baud B1200 1200 baud B1800 1800 baud B2400 2400 baud B4800 4800 baud B9600 9600 baud B19200 19200 baud B38400 38400 baud B57600 57,600 baud B76800 76,800 baud B115200 115,200 baud EXTA External rate clock EXTB External rate clock CSIZE Bit mask for data bits CS5 5 data bits CS6 6 data bits CS7 7 data bits CS8 8 data bits CSTOPB 2 stop bits (1 otherwise) CREAD Enable receiver PARENB Enable parity bit PARODD Use odd parity instead of even HUPCL Hangup (drop DTR) on last close CLOCAL Local line - do not change “owner” of port LOBLK Block job control output CNEW_RTSCTS/CRTSCTS Enable hardware flow control (not supported on all platforms) 在传统的POSIX编程中，当连接一个本地的（不通过调制解调器）或者远程的终端（通过调制解调器）时，这里有两个选项应当一直打开，一个是CLOCAL，另一个是CREAD。这两个选项可以保证你的程序不会变成端口的所有者，而端口所有者必须去处理发散性作业控制和挂断信号，同时还保证了串行接口驱动会读取过来的数据字节。
波特率常数(CBAUD,B9600等等)通常指用到那些不支持c_ispeed和c_ospeed成员的旧的接口上。后面文章将会提到如何使用其他POSIX函数来设置波特率。
千万不要直接用使用数字来初始化c_cflag（当然还有其他标志），最好的方法是使用位运算的与或非组合来设置或者清除这个标志。不同的操作系统版本会使用不同的位模式，使用常数定义和位运算组合来避免重复工作从而提高程序的可移植性。
↑ 设置波特率 † 不同的操作系统会将波特率存储在不同的位置。旧的编程接口将波特率存储在上表所示的c_cflag成员中，而新的接口实装则提供了c_ispeed和c_ospeed成员来保存实际波特率的值。
程序中可是使用cfsetospeed(3)和cfsetispeed(3)函数在termios结构体中设置波特率而不用去管底层操作系统接口。下面的代码是个非常典型的设置波特率的例子。
struct termios options;
/*
- Get the current options for the port… / tcgetattr(fd, &options); /
- Set the baud rates to 19200… */ cfsetispeed(&options, B19200); cfsetospeed(&options, B19200);
/*
- Enable the receiver and set local mode… */ options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
/*
- Set the new options for the port… */ tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); 函数tcgetattr(3)会将当前串口配置回填到termio结构体option中。然后，程序设置了输入输出的波特率并且将本地模式(CLOCAL)和串行数据接收(CREAD)设置为有效，接着将新的配置作为参数传递给函数tcsetattr(3)。常量TCSANOW标志所有改变必须立刻生效而不用等到数据传输结束。其他另一些常数可以保证等待数据结束或者刷新输入输出之后再生效。
tcsetattr常量
常量 描述 TCSANOW Make changes now without waiting for data to complete TCSADRAIN Wait until everything has been transmitted TCSAFLUSH Flush input and output buffers and make the change 不同的系统上可能支持不同的输入输出速度，所以，通过串口连接两台机器或者设备的时候，应该将波特率设置成两者中较小的那个，即MIN(speed1, speed2)。
↑ 设置字符大小 † 设置字符大小的时候，这里却没有像设置波特率那么方便的函数。所以，程序中需要一些位掩码运算来把事情搞定。字符大小以比特为单位指定：
options.c_flag &= ~CSIZE; /* Mask the character size bits / options.c_flag |= CS8; / Select 8 data bits */ ↑ 设置奇偶校验 † 与设置字符大小的方式差不多，这里仍然需要组合一些位掩码来将奇偶校验设为有效和奇偶校验的类型。UNIX串口驱动可以生成even，odd和no parity位码。设置space奇偶校验需要耍点小手段。
No parity (8N1) options.c_cflag &= ~PARENB options.c_cflag &= ~CSTOPB options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS8; Even parity (7E1) options.c_cflag |= PARENB options.c_cflag &= ~PARODD options.c_cflag &= ~CSTOPB options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS7; Odd parity (7O1) options.c_cflag |= PARENB options.c_cflag |= PARODD options.c_cflag &= ~CSTOPB options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS7; Space parity is setup the same as no parity (7S1) options.c_cflag &= ~PARENB options.c_cflag &= ~CSTOPB options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS8; ↑ 设置硬件流控制 † 某些版本的UNIX系统支持通过CTS(Clear To Send)和RTS(Request To Send)信号线来设置硬件流控制。如果系统上定义了CNEW_RTSCTS和CRTSCTS常量，那么很可能它会支持硬件流控制。使用下面的方法将硬件流控制设置成有效：
options.c_cflag |= CNEW_RTSCTS; /* Also called CRTSCTS 将它设置成为无效的方法与此类似：
options.c_cflag &= ~CNEW_RTSCTS; ↑ 本地设置 † 本地模式成员变量c_lflag可以控制串口驱动怎样控制输入字符。通常，你可能需要通过c_lflag成员来设置经典输入和原始输入模式。
成员变量c_lflag可以使用的常量
ISIG Enable SIGINTR, SIGSUSP, SIGDSUSP, and SIGQUIT signals ICANON Enable canonical input (else raw) XCASE Map uppercase \lowercase (obsolete) ECHO Enable echoing of input characters ECHOE Echo erase character as BS-SP-BS ECHOK Echo NL after kill character ECHONL Echo NL NOFLSH Disable flushing of input buffers after interrupt or quit characters IEXTEN Enable extended functions ECHOCTL Echo control characters as ^char and delete as ~? ECHOPRT Echo erased character as character erased ECHOKE BS-SP-BS entire line on line kill FLUSHO Output being flushed PENDIN Retype pending input at next read or input char TOSTOP Send SIGTTOU for background output ↑ 选择经典输入 † 经典输入是以面向行设计的。在经典输入模式中输入字符会被放入一个缓冲之中，这样可以以与用户交互的方式编辑缓冲的内容，直到收到CR(carriage return)或者LF(line feed)字符。
选择使用经典输入模式的时候，你通常需要选择ICANON，ECHO和ECHOE选项：
options.c_lflag |= (ICANON | ECHO | ECHOE); ↑ 选择原始输入 † 原始输入根本不会被处理。输入字符只是被原封不动的接收。一般情况中，如果要使用原始输入模式，程序中需要去掉ICANON，ECHO，ECHOE和ISIG选项：
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); ↑ 输入选项 † 可以通过输入模式成员c_iflag来控制从端口上收到的字符的输入过程。与c_cflag一样，c_iflag的最终值是想要使用的所有状态的位运算OR的组合。
c_iflag成员可以使用的常量
常量 描述 INPCK Enable parity check IGNPAR Ignore parity errors PARMRK Mark parity errors ISTRIP Strip parity bits IXON Enable software flow control (outgoing) IXOFF Enable software flow control (incoming) IXANY Allow any character to start flow again IGNBRK Ignore break condition BRKINT Send a SIGINT when a break condition is detected INLCR Map NL to CR IGNCR Ignore CR ICRNL Map CR to NL IUCLC Map uppercase to lowercase IMAXBEL Echo BEL on input line too long ↑ 设置输入奇偶校验选项 † 当程序在c_cflag中设置了奇偶校验成员(PARENB)的时候，程序就需要将输入奇偶校验设置成为有效。与奇偶校验相关的常量有INPCK，IGNPAR，PARMRK和ISTRIP。一般情况下，你可能需要选择INPCK和ISTRIP将奇偶校验设置为有效同时从接收字串中脱去奇偶校验位：
options.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); IGNPAR是一个比较危险选项，即便有错误发生时，它也会告诉串口驱动直接忽略奇偶校验错误给数据放行。这个选项在测试链接的通讯质量时比较有用而通常不会被用在实际程序中。
PARMRK会导致奇偶校验错误被标志成特殊字符加入到输入流之中。如果IGNPAR选项也是有效的，那么一个NUL(八进制000)字符会被加入到发生奇偶校验错误的字符前面。否则，DEL(八进制177)和NUL字符会和出错的字符一起送出。
↑ 设置软件流控制 † 软件流控制可以通过IXON，IXOFF和IXANY常量设置成有效：
options.c_iflag |= (IXON | IXOFF | IXANY); 将其设置为无效的时候，很简单，只需要对这些位取反：
options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); XON(start data)和XOFF(stop data)字符却是在c_cc数组中定义的，下面会详细描述这个数组。
↑ 输出选项 † 成员变量c_oflag之中包括了输出过滤选项。和输入模式相似，程序可以选择使用经过加工的或者原始的数据输出。
c_oflag成员的常量
常量 描述 OPOST Postprocess output (not set = raw output) OLCUC Map lowercase to uppercase ONLCR Map NL to CR-NL OCRNL Map CR to NL NOCR No CR output at column 0 ONLRET NL performs CR function OFILL Use fill characters for delay OFDEL Fill character is DEL NLDLY Mask for delay time needed between lines NL0 No delay for NLs NL1 Delay further output after newline for 100 milliseconds CRDLY Mask for delay time needed to return carriage to left column CR0 No delay for CRs CR1 Delay after CRs depending on current column position CR2 Delay 100 milliseconds after sending CRs CR3 Delay 150 milliseconds after sending CRs TABDLY Mask for delay time needed after TABs TAB0 No delay for TABs TAB1 Delay after TABs depending on current column position TAB2 Delay 100 milliseconds after sending TABs TAB3 Expand TAB characters to spaces BSDLY Mask for delay time needed after BSs BS0 No delay for BSs BS1 Delay 50 milliseconds after sending BSs VTDLY Mask for delay time needed after VTs VT0 No delay for VTs VT1 Delay 2 seconds after sending VTs FFDLY Mask for delay time needed after FFs FF0 No delay for FFs FF1 Delay 2 seconds after sending FFs ↑ 选择加工过的输出 † 通过在c_oflag成员变量中设置OPOST选项的方法程序可以选择加工过的输入。
options.c_oflag |= OPOST; 在所有选项当中，你可能只需要使用ONLCR选项来将行分隔符映射到CR-LF组合对上。其他选项主要是历史遗留，仅仅与行打印机和终端跟不上串行数据的年代有关。
↑ 选择原始输出 † 原始输出方式可以通过在c_oflag中重置OPOST选项来选择：
options.c_oflag &= ~OPOST; 如果OPOST选项被设置成无效的话，其他c_oflag中的选项都会失效。
↑ 控制字符 † 字符数组c_cc里面包括了控制字符的定义和超时参数。这个数组的每个元素都是以常量定义的。
成员变量c_cc中的控制字符
常量 描述 键 VINTR Interrupt CTRL-C VQUIT Quit CTRL-Z VERASE Erase Backspace (BS) VKILL Kill-line CTRL-U VEOF End-of-file CTRL-D VEOL End-of-line Carriage return (CR) VEOL2 Second end-of-line Line feed (LF) VMIN Minimum number of characters to read - VSTART Start flow CTRL-Q (XON) VSTOP Stop flow CTRL-S (XOFF) VTIME Time to wait for data (tenths of seconds) - ↑ 设置软件流控制字符 † 用来做软件流控制的字符包含在数组c_cc的VSTART和VSTOP元素里面。通常情况下，它们应该被设置成DC1(八进制021)和DC3(八进制023)，它们在ASCII标准中代表着XON和XOFF字符。
↑ 设置读取超时 † UNIX串口驱动提供了设置字符和包超时的能力。数组c_cc中有两个元素可以用来设置超时：VMIN和VTIME。在经典输入模式或者通过open(2)和fcntl(2)函数传递NDELAY选项时，超时设置会被忽略。
VMIN可以指定读取的最小字符数。如果它被设置为0，那么VTIME值则会指定每个字符读取的等待时间。
如果VMIN不为零，VTIME会指定等待第一个字符读取操作的时间。如果在这个指定时间中可以开始读取某个字符，直到VMIN个数的所有字符全部被读取，其他读取操作将会被阻塞（等待）。也就是说，一旦读取第一个字符，串口驱动的预期就是接收到整个字符包（一共VMIN字节）。如果在允许的时间内没有字符被读取，那么read(2)调用就会返回0。通过这个方法可以确切得告诉串口驱动程序需要读取N个字节，而且read(2)调用只会返回N或者0。然而，超时设置只对第一个字符的读取操作有效，所以，如果因为某些原因驱动程序在N字节的包中丢失某个字符的话，read(2)调用将会一直等下去。
VTIME可以以十分之一秒为单位指定等待字符输入的时间。如果VTIME设置为0（默认情况），除非open(2)或者fcntl(2)函数设置了NDELAY选项，否则read(2)将会永久得阻塞（等待）。
↑ 调制解调器通讯 † 说到串口通讯就不得不提一下通过调剂解调器通讯的方式。这里给出的程序例子都适用于支持“事实上的”标准AT命令集的调制解调器。
↑ 什么是调制解调器 † 调制解调器是一种可以将数字信号的串行数据转化为模拟信号频率的设备。通过这种转换，信息就可以通过像电话线或者有线电视线缆那样的模拟数据链路来传输了。口语中，经常将调制解调器称作“猫”。标准的电话调制解调器可以将串行数据转化为能够通过电话线传输的音频；因为这种转化非常之快又非常复杂，所以如果你去听一下的话，这些音频很像是大声尖叫时发出来的声音。
今天可以见到的调制解调器可以通过电话线每秒传输53000比特——5.3Kbps——的数据。还有就是，大多数调制解调器都使用数据压缩技术，这样就可以将某些类型数据的传输比特率提高到100kbps。
↑ 与调制解调器通讯 † 于调制解调器通讯的第一步就是要以原始输入模式打开和配置串口。
int fd; struct termios options; /* open the port */ fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); fcntl(fd, F_SETFL, 0);
/* get the current options */ tcgetattr(fd, &options);
/* set raw input, 1 second timeout */ options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); options.c_oflag &= ~OPOST; options.c_cc[VMIN] = 0; options.c_cc[VTIME] = 10;
/* set the options */ tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); 接下来就需要和调制解调器建立通讯连接。最好的办法就是给调制解调器发送“AT”命令。这也会让比较只能的调制解调器探测到你正在使用的波特率。如果正确地连接到调制解调器上，并且调制解调器开启电源，它会返回一个回应信号“OK”。
int /* O - 0 = MODEM ok, -1 = MODEM bad / init_modem(int fd) / I - Serial port file / { char buffer[255]; / Input buffer */ char bufptr; / Current char in buffer / int nbytes; / Number of bytes read / int tries; / Number of tries so far */
for (tries = 0; tries < 3; tries ++) { /* send an AT command followed by a CR */ if (write(fd, “AT\r”, 3) < 3) continue;
/* read characters into our string buffer until we get a CR or NL */ bufptr = buffer; while ((nbytes = read(fd, bufptr, buffer + sizeof(buffer) - bufptr - 1)) > 0) { bufptr += nbytes; if (bufptr[-1] == ‘\n’ | bufptr[-1] == ‘\r’) break; }
/* nul terminate the string and see if we got an OK response */ *bufptr = ‘\0’;
if (strncmp(buffer, "OK", 2) == 0)
return (0);
}
return (-1); } ↑ 标准调制解调器命令 † 大多数调制解调器都支持“AT”命令集。之所以这样叫是因为这个命令集中的每个命令都是以“AT”字符开头。每个命令都是以第一列的AT开头字符后面跟上特殊命令参数和一个回车符CR(八进制015)。调制解调器处理完这条命令之后会根据命令回复一些文本消息。
ATD 拨号 [#b39592a6] 通过ATD命令可以拨打一个指定号码。除过号码和分隔符(-)以外，你还可以指定以音频（“T”）或者脉冲（“P”）方式拨号，暂停一秒（","）和等待拨号音（“W”）：
ATDT 555-1212 ATDT 18008008008W1234,1,1234 ATD T555-1212WP1234 调制解调器可能回复下面列出的某个消息：
NO DIALTONE BUSY NO CARRIER CONNECT CONNECT baud ATH 挂断 通过ATH命令可以让调制解调器挂断。因为，调制解调器如果在“命令”模式的话，你可能就不能打普通电话了。
如果DTR信号线掉了的话，大部分调制解调器也会挂断。你可以将波特率设置成0并且持续至少1秒来做到这一点。再次让DTR掉落同样也可以把调制解调器重新拉回命令模式。
调制解调器成功挂断以后，它会回复一个"NO CARRIER"回来。如果调制解调器仍然保持连接，它则会发送"CONNECT"或者"CONNECT baud"这样的消息。
ATZ 重置调制解调器 通过ATZ命令可以重置调制解调器。重置之后它会回复字符串"OK"。
与调制解调器通讯的常见问题 首先，也是最重要的一点，千万不要使用回声输入(input echoing)。回声输入会导致调制解调器和计算机之间产生反馈循环。
其次，当发送调制解调器命令时，命令必须以回车(CR)而不是换行(NL)结束。C语言中回车的字符常量是"\r"。
最后，处理调制解调器通讯的时候，要一定保证你使用了调制解调器支持的波特率。虽然大多数调制解调器都支持自动探测波特率，但你也会注意到某些（通常是19.2kbps或者比较老的调制解调器）有局限性。
↑ 高级串口编程 † 所谓高级串口编程其实说的就是使用更直接的底层的ioctl(2)和select(2)系统调用来操作串口。
↑ 串口的ioctl † 前文中曾经提到使用tcgetattr和tcsetattr函数来配置串口。UNIX环境下，这些函数都是使用ioctl(2)系统调用来实现的。
系统调用ioctl可以带三个参数：
int ioctl(int fd, int request, …); 显然，fd参数对于串口编程来说就是串口设备文件的文件描述符咯。而request参数是在<termios.h>头文件中定义的常量，而且一般不会超出下表所列的范围。
串口的IOCTL请求
REQUEST 描述 POSIX函数 TCGETS Gets the current serial port settings. tcgetattr TCSETS Sets the serial port settings immediately. tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) TCSETSF Sets the serial port settings after flushing the input and output buffers. tcsetattr(fd, TCSAFLUSH, &options) TCSETSW Sets the serial port settings after allowing the input and output buffers to drain/empty. tcsetattr(fd, TCSADRAIN, &options) TCSBRK Sends a break for the given time. tcsendbreak, tcdrain TCXONC Controls software flow control. tcflow TCFLSH Flushes the input and/or output queue. tcflush TIOCMGET Returns the state of the “MODEM” bits. None TIOCMSET Sets the state of the “MODEM” bits. None FIONREAD Returns the number of bytes in the input buffer. None ↑ 取得控制信号 † TIOCMGET ioctl可以取得当前调制解调器的状态位。这个状态位囊括了除去RXD和TXD信号线的所有RS-232信号，这些都在下表中列出。
控制信号常量
常量 描述 TIOCM_LE DSR (data set ready/line enable) TIOCM_DTR DTR (data terminal ready) TIOCM_RTS RTS (request to send) TIOCM_ST Secondary TXD (transmit) TIOCM_SR Secondary RXD (receive) TIOCM_CTS CTS (clear to send) TIOCM_CAR DCD (data carrier detect) TIOCM_CD Synonym for TIOCM_CAR TIOCM_RNG RNG (ring) TIOCM_RI Synonym for TIOCM_RNG TIOCM_DSR DSR (data set ready) 例如下面这个程序片段，你可以通过给ioctl带一个用来保存状态位的整形变量的指针来取得状态位。
#include <unistd.h> #include <termios.h>
int fd; int status;
ioctl(fd, TIOCMGET, &status);
↑ 设置控制信号 † TIOCMSET ioctl可以设置上面定义的调制解调器状态位。下面的例子展示如何使用它来将DTR信号线设成掉线状态。
#include <unistd.h> #include <termios.h>
int fd; int status;
ioctl(fd, TIOCMGET, &status); status &= ~TIOCM_DTR; ioctl(fd, TIOCMSET, &status); 可能被设置的状态位取决于操作系统，驱动和正在使用的模式。
转自 https://www.cnblogs.com/jimmy1989/p/3545749.html