導(dǎo)讀

在嵌入式開發(fā)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，Linux系統(tǒng)的串口通信至關(guān)重要。本文將簡單介紹Linux下串口設(shè)備的命名規(guī)則和termios結(jié)構(gòu)體，并解析終端的三種工作模式，幫助開發(fā)者更好地掌握Linux串口編程。

Linux下串口設(shè)備名稱一般為"/dev/ttySn"，n是數(shù)字，若串口是 USB 擴(kuò)展的，則串口設(shè)備文件命名多為/dev/ttyUSBn。串口是一個(gè)終端設(shè)備，在Linux中用 termios結(jié)構(gòu)體來描述：

struct termios { tcflag_t c_cflag; /* 控制標(biāo)志 */ tcflag_t c_iflag; /* 輸入標(biāo)志 */ tcflag_t c_oflag; /* 輸出標(biāo)志 */ tcflag_t c_lflag; /* 本地標(biāo)志 */ tcflag_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */ };

termios是在POSIX規(guī)范中定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，表示終端設(shè)備（包括虛擬終端，串口等）。終端有 3 種工作模式，分別為規(guī)范模式（canonical mode）、非規(guī)范模式（non-canonical mode）和原始模式（raw mode）。

c_lflag 中設(shè)置 ICANNON 標(biāo)志來定義終端的三種模式：規(guī)范模式、非規(guī)范模式和原始模式。

1. 規(guī)范模式

規(guī)范模式下所有的輸入都是基于行進(jìn)行處理的。在用戶輸入一個(gè)行結(jié)束符（回車符、EOF等）之前，系統(tǒng)調(diào)用read()函數(shù)讀不到用戶輸入的任何字符。除了EOF之外的行結(jié)束符（回車符等）和普通字符一樣都會(huì)被read()函數(shù)讀取到緩沖區(qū)之中。在規(guī)范模式中，行編輯是可行的，而且一次調(diào)用read()函數(shù)最多只能讀取一行數(shù)據(jù)。

2. 非規(guī)范模式

非規(guī)范模式所有的輸入是即時(shí)有效的，不需要用戶另外輸入行結(jié)束符，而且不可進(jìn)行行編輯。在非規(guī)范模式下，對(duì)參數(shù) MIN(c_cc[VMIN])和 TIME(c_cc[VTIME])的設(shè)置決定read()函數(shù)的調(diào)用方式。設(shè)置可以有 4 種不同的情況。

• VMIN=0和VTIME=0：read()函數(shù)立即返回。若有可讀數(shù)據(jù)，則讀取數(shù)據(jù)并返回被讀取的字節(jié)數(shù)，否則讀取失敗并返回0。
• VMIN >0和 VTIME =0：read()函數(shù)會(huì)被阻塞直到 VMIN 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)可被讀取。
• VMIN =0和 VTIME >0：只要有數(shù)據(jù)可讀或者經(jīng)過VTIME 個(gè)1/10秒的時(shí)間，read()函數(shù)則立即返回，返回值為被讀取的字節(jié)數(shù)。如果超時(shí)并且未讀到數(shù)據(jù)，則 read()函數(shù)返回0。
• VMIN >0和 VTIME >0：當(dāng)有VMIN 個(gè)字節(jié)可讀或者兩個(gè)輸入字符之間的時(shí)間間隔超過VTIME個(gè)1/10秒時(shí)，read()函數(shù)才返回。因?yàn)樵谳斎氲谝粋€(gè)字符之后系統(tǒng)才會(huì)啟動(dòng)定時(shí)器，所以在這種情況下，read()函數(shù)至少讀取一個(gè)字節(jié)之后才返回。

3. 原始模式

原始模式是一種特殊的非規(guī)范模式。在原始模式下，所有的輸入數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位被處理。在這個(gè)模式下，終端是不可回顯的，而且所有特定的終端輸入/輸出控制處理不可用。通過調(diào)用 cfmakeraw()函數(shù)可以將終端設(shè)置為原始模式。