[教程]解锁C语言串口编程：从入门到实战，揭秘串口通信的奥秘

引言串口通信作为一种古老但仍然广泛使用的通信方式，在嵌入式系统、工业控制、设备调试等领域扮演着重要角色。C语言由于其高效性和灵活性，成为实现串口通信的首选编程语言。本文将带您从入门到实战，深入解析C语...

引言

串口通信作为一种古老但仍然广泛使用的通信方式，在嵌入式系统、工业控制、设备调试等领域扮演着重要角色。C语言由于其高效性和灵活性，成为实现串口通信的首选编程语言。本文将带您从入门到实战，深入解析C语言串口编程，揭秘串口通信的奥秘。

串口基础知识

串口通信概述

串口通信，也称为串行通信，是指数据以串行的方式一位接一位地传输。在计算机硬件中，串口通常指的是RS-232接口，它定义了数据线、信号电平、传输速率等标准。

串口参数

• 波特率：每秒传输的位数，常见值有9600、19200、38400、57600、115200等。
• 数据位：每个字符的位数，常见值有5、6、7、8位。
• 停止位：每个字符传输结束时的空闲位数，常见值有1、1.5、2位。
• 校验位：用于检测传输错误，常见校验方式有无校验、奇校验、偶校验等。
• 流控制：用于管理数据流，常见的流控制方式有硬件流控制（RTS/CTS）和软件流控制（XON/XOFF）。

Windows下的串口编程

打开串口

在Windows环境下，可以使用WinAPI函数打开串口。以下是一个示例代码：

#include 
HANDLE OpenSerialPort(const char* portName) { HANDLE hSerial = CreateFile( portName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL ); if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE) { // 错误处理 } return hSerial;
}

配置串口

使用SetCommState函数配置串口参数，如下所示：

#include 
#include 
BOOL ConfigureSerialPort(HANDLE hSerial, DWORD baudRate, DWORD dataBits, DWORD stopBits, DWORD parity) { DCB dcbSerialParams = {0}; dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams); if (!GetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) { // 错误处理 return FALSE; } dcbSerialParams.BaudRate = baudRate; dcbSerialParams.ByteSize = dataBits; dcbSerialParams.StopBits = stopBits; dcbSerialParams.Parity = parity; if (!SetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) { // 错误处理 return FALSE; } return TRUE;
}

读取数据

使用ReadFile函数读取串口数据：

#include 
int ReadSerialPort(HANDLE hSerial, char* buffer, DWORD bufferSize) { DWORD bytesRead; if (!ReadFile(hSerial, buffer, bufferSize, &bytesRead, NULL)) { // 错误处理 return -1; } return (int)bytesRead;
}

写入数据

使用WriteFile函数写入串口数据：

#include 
int WriteSerialPort(HANDLE hSerial, const char* buffer, DWORD bufferSize) { DWORD bytesWritten; if (!WriteFile(hSerial, buffer, bufferSize, &bytesWritten, NULL)) { // 错误处理 return -1; } return (int)bytesWritten;
}

关闭串口

使用CloseHandle函数关闭串口：

#include 
void CloseSerialPort(HANDLE hSerial) { CloseHandle(hSerial);
}

Linux下的串口编程

在Linux环境下，串口编程通常使用termios结构体进行配置。以下是一个示例代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int OpenSerialPort(const char* portName) { int fd = open(portName, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); if (fd == -1) { // 错误处理 return -1; } return fd;
}
void ConfigureSerialPort(int fd, int baudRate, int dataBits, int stopBits, int parity) { struct termios options; tcgetattr(fd, &options); cfsetispeed(&options, baudRate); cfsetospeed(&options, baudRate); options.c_cflag &= ~PARENB; // 无校验位 options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1个停止位 options.c_cflag &= ~CSIZE; // 清除所有大小位 options.c_cflag |= CS8; // 8位数据位 if (parity == 'O') { options.c_cflag |= (PARENB | PARODD); // 奇校验 } else if (parity == 'E') { options.c_cflag |= (PARENB | PARENB); // 偶校验 } options.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 无硬件流控制 options.c_cflag |= CREAD | CLOCAL; // 开启接收，忽略modem控制线 tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
}
int ReadSerialPort(int fd, char* buffer, int bufferSize) { int n = read(fd, buffer, bufferSize); if (n < 0) { // 错误处理 return -1; } return n;
}
int WriteSerialPort(int fd, const char* buffer, int bufferSize) { int n = write(fd, buffer, bufferSize); if (n < 0) { // 错误处理 return -1; } return n;
}
void CloseSerialPort(int fd) { close(fd);
}

常见问题及解决方案

• 无法打开串口：检查串口名称是否正确，是否有权限访问。
• 数据传输错误：检查串口参数设置是否正确，如波特率、数据位、停止位等。
• 读取超时：调整读取超时设置，或者检查串口连接是否正常。

总结

通过本文的学习，您应该已经掌握了C语言串口编程的基本知识。在实际应用中，需要根据具体需求调整串口参数，并处理各种异常情况。希望本文能帮助您更好地理解和应用串口通信技术。