[教程]揭秘C语言串口编程：轻松掌握嵌入式系统通信核心技术

引言串口通信作为一种基础的通信方式，在嵌入式系统中扮演着至关重要的角色。C语言由于其接近硬件的特性，成为了实现串口通信的首选语言。本文将深入探讨C语言在串口编程中的应用，帮助读者轻松掌握嵌入式系统通信...

引言

串口通信作为一种基础的通信方式，在嵌入式系统中扮演着至关重要的角色。C语言由于其接近硬件的特性，成为了实现串口通信的首选语言。本文将深入探讨C语言在串口编程中的应用，帮助读者轻松掌握嵌入式系统通信的核心技术。

1. 串口通信基础

1.1 串口通信概述

串口通信，也称为串行通信，是指数据以位（bit）为单位，逐位按顺序传输的一种通信方式。与并行通信相比，串口通信只需要较少的物理连接，因此成本更低，但速度相对较慢。

1.2 串口通信标准和协议

串口通信遵循特定的标准和协议，其中RS-232是最常用的串口通信标准。它定义了信号线、信号电平和连接器的物理特性。其他标准包括RS-485和RS-422，它们在工业应用中被广泛使用。

1.3 串口通信参数

• 波特率：每秒传输的位数，常见的波特率有9600、19200、38400、57600、115200等。
• 数据位：每个字符的位数，常见的值有5、6、7、8位。
• 停止位：每个字符传输结束时的空闲位数，常见的值有1、1.5、2位。
• 校验位：用于检测传输错误，常见的校验方式有无校验、奇校验、偶校验等。
• 流控制：用于管理数据流，防止发送设备的速度超过接收设备的处理能力。

2. C语言串口编程

2.1 系统调用

在Linux系统中，串口编程通常使用系统调用，如open(), read(), write()和close()等。

#include 
#include 
#include 
int main() { int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR); if (fd < 0) { perror("Error opening /dev/ttyS0"); return -1; } // 设置串口参数 struct termios tty; memset(&tty, 0, sizeof(tty)); if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) { perror("Error from tcgetattr"); return -1; } cfsetospeed(&tty, B9600); cfsetispeed(&tty, B9600); tty.c_cflag &= ~PARENB; // 清除奇偶校验位 tty.c_cflag &= ~CSTOPB; // 清除停止位 tty.c_cflag &= ~CSIZE; // 清除数据位 tty.c_cflag |= CS8; // 8位数据位 tty.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 关闭硬件流控制 tty.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); // 关闭规范模式和回显 tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); // 关闭软件流控制 tty.c_oflag &= ~OPOST; // 关闭输出处理 tty.c_cc[VMIN] = 0; tty.c_cc[VTIME] = 0; if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) { perror("Error from tcsetattr"); return -1; } // 读取数据 char buffer[64]; int n = read(fd, buffer, sizeof(buffer)); if (n > 0) { printf("Received: %s\n", buffer); } close(fd); return 0;
}

2.2 Windows API

在Windows系统中，串口编程通常使用Windows API函数，如CreateFile(), SetCommState(), WriteFile()和ReadFile()等。

#include 
int main() { HANDLE hSerial = CreateFile("COM1", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL); if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE) { return -1; } DCB dcbSerialParams = {0}; dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams); if (!GetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) { return -1; } dcbSerialParams.BaudRate = CBR_9600; dcbSerialParams.ByteSize = 8; dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT; dcbSerialParams.Parity = NOPARITY; if (!SetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) { return -1; } // 发送数据 char buffer[] = "Hello, World!"; DWORD bytes_written; if (!WriteFile(hSerial, buffer, strlen(buffer), &bytes_written, NULL)) { return -1; } // 读取数据 char read_buffer[64]; DWORD bytes_read; if (!ReadFile(hSerial, read_buffer, sizeof(read_buffer), &bytes_read, NULL)) { return -1; } printf("Received: %s\n", read_buffer); CloseHandle(hSerial); return 0;
}

3. 总结

C语言串口编程是嵌入式系统开发中的一项重要技能。通过本文的介绍，读者可以轻松掌握C语言串口编程的核心技术，为嵌入式系统通信打下坚实的基础。