盈鹏飞EVB335x试用之三：串口通信

zt1234

试用的目的是设计一个DTU，串口通信是基础。看看EVB335X的串口电路图如下：

查看串口 ls -l /dev/tty*

测试串口

在EVB335X上执行#/usr/test/serial /dev/ttyO(大写欧)2 9600 8 0 1，则在测试串口上发送即可收到回送，测试成功。

Linux对所有设备的访问是通过设备文件来进行的，访问串口只需打开系统的/dev下面的设备即可。串口属性定义在结构体structtermios中，详细参见https://blog.csdn.net/yemingzhu163/article/details/5873851，

https://blog.csdn.net/u011192270/article/details/48174353

例程如下:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <unistd.h>/*Unix 标准函数定义*/

#include <fcntl.h>/*文件控制定义*/

#include <string.h>

#include <termio.h> /*PPSIX 终端控制定义*/

#include <time.h>

#define MAX_BUF_SIZE 1024

char buf[MAX_BUF_SIZE+2];

int read_data(int fd, void*buf, int len)

{

   int count;

   int ret;

   ret = 0;

   count = 0;

   ret = read(fd,(char*)buf + count, len);

   if (ret < 1) {fprintf(stderr, "Read error%s\n", strerror(errno));}

   count += ret;

   len = len - ret;

   *((char*)buf + count) = 0;

   return count;

}

int write_data(int fd, void*buf, int len)

{

   int count;

   int ret;

   ret = 0;

   count = 0;

   while (len > 0) {

       ret = write(fd,(char*)buf + count, len);

       if (ret < 1) {fprintf(stderr, "Write error%s\n", strerror(errno));break;}

       count += ret;

       len = len - ret;

   }

   return count;

}

int main(intargc, char *argv[])

{

         int fd;

         int len,count,i;

         struct termio term_attr,oterm_attr;

         fd= open("/dev/ttyO2", O_RDWR);//ttyS0

             if (ioctl(fd, TCGETA, &term_attr) < 0) {return -1;}// Get current setting

             memcpy(&oterm_attr, &term_attr, sizeof(struct termio));//Backup old setting

             term_attr.c_iflag &= ~(INLCR | IGNCR | ICRNL |ISTRIP);

             term_attr.c_oflag &= ~(OPOST | ONLCR | OCRNL);

            term_attr.c_lflag&= ~(ISIG | ECHO | ICANON | NOFLSH);

             term_attr.c_cflag &= ~CBAUD;

             term_attr.c_cflag |= CREAD |B9600;

             term_attr.c_cflag &= ~(CSIZE);

             term_attr.c_cflag |= CS8;

             term_attr.c_cflag &= ~(PARENB);//nono

             term_attr.c_cflag &= ~CSTOPB;//1

             term_attr.c_cc[VMIN] = 1;

             term_attr.c_cc[VTIME] = 0;

             if (ioctl(fd, TCSETAW, &term_attr) < 0) {return -1;}

             if (ioctl(fd, TCFLSH, 2) < 0) {return -1;}

         count= 0;

         while ( (len = read(fd, buf, MAX_BUF_SIZE)) > 0 )

         {

                   printf("Get data! %s\n",buf);//显示接收的数据

                   i= write_data(fd, buf, len);//回送接收的数据

                   if (i == 0) {fprintf(stderr, "Send data error!\n");break;}

         }

         if (ioctl(fd, TCSETAW, &oterm_attr) < 0){ return -1;}

         close(fd);

         return 0;

}

在ECLIPSE中编辑、编译、拷贝到EVB335X执行成功。

调试单步执行时会停在read()函数上，等待读取数据，此为阻塞函数。

read(intfd，char *p，int nbyte),最后参数nbyte的意义是，如果缓存有大于nbyte个数的数据那么只返回nbyte个数据，剩余的数据下次再去读时才能读到。如果缓存中只有少于nbyte个数据，会等待options.c_cc[VTIME]的时间则返回，并且读取少于nbyte的实际数量的数据。这个等待就是阻塞，在单线程的程序里主线程被阻塞则整个程序被锁死。但非阻塞read函数在没有数据时会返回错误，一直查询返回值会降低效率。这个问题的解决方法一个是多线程，另一个方法就是select函数。

    这里先使用select函数先查询串口再读，并且延时到了就返回。int select(nfds, readfds, writefds,exceptfds, timeout) 超时返回0，失败返回-1，成功返回就绪的数目。其中ndfs要监视的句柄数，readfds监视的可读句柄集合，writefds监视的可写文件集合，exceptfds监视的异常文件集合，timeout监视的超时结束时间。该函数在readfds或writefds的文件可读或可写或有异常或超时就返回。struct timeval* timeout可以使select处于三种状态：第一若是NULL即不传入时间，就将select置于阻塞状态，一定等到某个文件发生为止；第二若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管是否有变化都立刻返回，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第三timeout的值大于0这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回。使用时涉及到的宏有全部清零的FD_ZERO(&rd)，设置某一位的FD_SET(fd,&rd)，测试某一位的FD_ISSET(fd,&rd)。测试代码如下

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

#include <string.h>

#include <termio.h>

#include <time.h>

#define MAX_BUF_SIZE 1024

char buf[MAX_BUF_SIZE+2];

int main(intargc, char *argv[])

{struct termio term_attr,oterm_attr;

                   int fd;

             int nread,nwrite,err;

             struct timeval tv;

             char buff[]="Hello!\r\n";

             fd= open("/dev/ttyO2", O_RDWR);

             memcpy(&oterm_attr, &term_attr, sizeof(struct termio));//Backup old setting

                         term_attr.c_iflag &= ~(INLCR | IGNCR |ICRNL |ISTRIP);

                         term_attr.c_oflag &= ~(OPOST | ONLCR |OCRNL);

                        term_attr.c_lflag&= ~(ISIG | ECHO |ICANON | NOFLSH);

                         term_attr.c_cflag &= ~CBAUD;

                         term_attr.c_cflag |= CREAD |B9600;

                         term_attr.c_cflag &= ~(CSIZE);

                         term_attr.c_cflag |= CS8;

                         term_attr.c_cflag &= ~(PARENB);//nono

                         term_attr.c_cflag &= ~CSTOPB;//1

                         term_attr.c_cc[VMIN] = 1;

                         term_attr.c_cc[VTIME] = 0;

                         if (ioctl(fd, TCSETAW, &term_attr) < 0) {return -1;}

                         if (ioctl(fd, TCFLSH, 2) < 0) {return -1;}

             nwrite=write(fd,buff,8);

             printf("nwrite=%d,%s\n",nwrite,buff);

             tv.tv_sec = 5;

             tv.tv_usec = 0;

             fd_set rd;

            FD_ZERO(&rd);//

             FD_SET(fd,&rd);

             while(FD_ISSET(fd,&rd))

             {

                      err= select(fd+1,&rd,NULL,NULL,&tv);

                      if(err == 0){printf("select time out!\n");}  //超时

                      else if(err == -1){ printf("fail to select!\n");}  //失败

                      else {

                                printf("data is available!\n");

                                while((nread = read(fd,buff,8))>0){printf("nread = %d,%s\n",nread,buff);}

                         }//成功

             }

             close(fd);

             return 0;

}

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测试结果，只有在VMIN=0时，read函数才在VTIME后返回。看来还是上多线程吧，开个接收线程，一直等待数据，收一个字节就发给主程序。

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linux下的多线程int pthread_create(
pthread_t *restrict tidp,// 线程ID
const pthread_attr_t *restrict attr,//线程属性，默认为NULL
void *(*start_rtn)(void *),//线程函数
void *restrict arg//线程函数的参数
); //成功返回0；否则返回错误编码

int pthread_join(pthread_t tid, void **status);其中tid为需要等待的线程，status为线程tid执行的函数的返回值

使用ECLIPSE开发多线程程序要用到pthread库，但它不是标准的LINUX库，需要链接上libpthread.a。在eclipse中添加libpthread.a库：Project->Properties->C/C++ Build->Settings->GCC C++Linker->Libraries，在Libraries(-l)中添加pthread，在Librariessearch path(-L)中添加crypto即可。一个串口多线程程序如下

#include<stdio.h>

#include<pthread.h>

#include<stdlib.h>

#include<unistd.h>/*Unix 标准函数定义*/

#include<fcntl.h>/*文件控制定义*/

#include<string.h>

#include<termio.h> /*PPSIX 终端控制定义*/

typedefunsigned char uint8_t ;

structtermio term_attr,oterm_attr;

int portfd= -1;

voidprint_frame(const char *desc,uint8_t *buf,int size);

voidgetCompleteFrame(uint8_t *inBuf,int inCnt,uint8_t *outBuf,int *destCnt,int*readStatus);

voidmonitor_serial_readable(void *arg);

intmain(int argc,char *argv[])

{

    int nret;

    pthread_t wtid;

    portfd = open("/dev/ttyO2",O_RDWR);

    if (ioctl(portfd, TCGETA, &term_attr)< 0) {return -1;}// Get current setting

            memcpy(&oterm_attr, &term_attr, sizeof(struct termio));//Backupold setting

            term_attr.c_iflag &= ~(INLCR | IGNCR | ICRNL | ISTRIP);

            term_attr.c_oflag &= ~(OPOST | ONLCR | OCRNL);

            term_attr.c_lflag &= ~(ISIG | ECHO | ICANON | NOFLSH);

            term_attr.c_cflag &= ~CBAUD;

            term_attr.c_cflag |= CREAD |B9600;

            term_attr.c_cflag &= ~(CSIZE);

            term_attr.c_cflag |= CS8;

            term_attr.c_cflag &= ~(PARENB);//nono

            term_attr.c_cflag &= ~CSTOPB;//1

            term_attr.c_cc[VMIN] = 1;

            term_attr.c_cc[VTIME] = 0;

            if (ioctl(portfd, TCSETAW, &term_attr) < 0) {return -1;}

            if (ioctl(portfd, TCFLSH, 2) < 0) {return -1;}

    nret = pthread_create(&wtid,NULL,(void*) serial_readable,NULL);

    if(nret != 0)

    {

       printf("create threadfailed");

        exit(-1);

    }

    nret = pthread_join(wtid,NULL);

    if(nret != 0)

    {

      printf("join thread failed");

        exit(-1);

    }

    close(portfd);

    return 0;

}

void serial_readable(void*arg)

{

    int rc,nread=0;

    fd_set rset;

    struct timeval tv;

    uint8_t buf[1024] = {0};

    uint8_t dest[1024]={0};

    int read_status = 0;

    int dest_cnt = 0;

    while(1)

    {

        FD_ZERO(&rset);

        FD_SET(portfd,&rset);

        tv.tv_sec = 5;

        tv.tv_usec = 0;

        rc =select(portfd+1,&rset,NULL,NULL,&tv);

        if(rc ==-1){printf("select errorin thread");continue;}

        if(rc == 0){printf("select timeoutin thread");continue;}

        else

        {

           nread = read(portfd,buf,sizeof(buf));

            if(nread == -1){

                     perror("read");

                usleep(100*1000);

                continue;

            }

            if(nread == 0)

            {

                printf("nread==0\n");

                usleep(100*1000);

                continue;

            }

            printf("nread =%d\n",nread);

           getCompleteFrame(buf,nread,dest,&dest_cnt,&read_status);

        }

    }

}

voidgetCompleteFrame(uint8_t *inBuf,int inCnt,uint8_t *outBuf,int *destCnt,int*readStatus)

{

    int i;

    for(i=0; i<inCnt; i++)

    {

        if(inBuf == 0x11 &&inBuf[i+2] == 0x00 && inBuf[i+3] == 0x00)//header

        {

            outBuf[(*destCnt)++] = inBuf;

            *readStatus = 1;

           continue;

        }

        if(*readStatus == 1)//body

        {

            outBuf[(*destCnt)++] = inBuf;

           //print_frame("body",dest,dest_cnt);

        }

        if(*destCnt == outBuf[1])//tail

        {

            print_frame("tail",outBuf,*destCnt);

            *readStatus = 0;

            *destCnt = 0;

            memset(outBuf,-1,sizeof(outBuf));

            memset(inBuf,0,sizeof(inBuf));

            continue;

        }

    }

}

voidprint_frame(const char *desc,uint8_t *buf,int size)

{

    int i;

    printf("RED [%s][LEN=%d]COLOR_END",desc,size);

    for(i=0; i<size; i++){printf("BLUE[%.2x] COLOR_END",buf);}

    printf("\n");

}