Linux平台RS232/485串口编程实例程序员编程网-最新程序员编程前沿技术程序员编程网

在Linux下，串口的读写跟文件的读写无异，我们只需对相应的设备文件操作，即可实现对串口的通讯，这里给出的是一个实例，具体概念的东西可能不会详细解释，可自行百度，简单来说串口通讯就是双方按照一定的数据格式发送接收数据，一般是主从模式，即主机发请求数据，从机收到后返回对应的数据。

串口通讯的应用场景非常广泛，常见的温湿度采集、自动门的控制等等。因为需要对这些简单的装置信息采集或控制，从而构建出一个综合的系统，这里串口通讯必不可少，方便、廉价。

下面就以温湿度采集作为实例写一篇博文。

我手上的这款温湿度是上海拓福电气SZ-WS系列温湿度变送器，如下图：（大家不用细究报文格式含义，弄懂通讯原理即可举一反三）

其中说明书主要是说了通讯规约，即报文的格式：如下

/************************************************************************************************

* 传感器->主站RS485帧结构

* _________________________________________________________________________

* |________________|________________|________________|______________|______________

* 主站->传感器 RS485帧结构

* __________________________________________________________________________

* |_______________|_______________|_______________|____________________|___________|

*****************************************************************************/
程序的流程大概如下，没有消息发送和无数据接收时都是睡眠状态，释放CPU。

部分代码解析如下：
main函数主要是创建温湿度类，然后0.5秒获取一次值，将其打印出来。
其中串口的参数要根据具体的设备来，tty设备就是对应的串口文件，具体怎么找出使用的串口是哪个tty这里就不详解了，可自行百度。

点击(此处)折叠或打开

int main()
{
SERIAL_S stSerialParam;
stSerialParam.u8BaudRate = BR_9600;
stSerialParam.u8DataBit = 0; // 8bit
stSerialParam.u8StopBit = 0; // 1bit
stSerialParam.u8Check = 0; // None
CHumitureManager *m_pCHumiture = new CHumitureManager(“/dev/ttyS2”, &stSerialParam, 1);
while(1)
{
printf(“33[0;31m [%s][%d] humidity=%d, temperature=%f33[0;39m n”, __func__, __LINE__, m_pCHumiture->humidity(), m_pCHumiture->temperature());
mSleep(500);
}
return 0;
}

温湿度管理模块的构造函数：
主要功能是根据传进来的参数初始化串口、创建读写和数据发送线程。

点击(此处)折叠或打开

CHumitureManager::CHumitureManager(const WD_C8 *pTtyDevPath, const SERIAL_S *pstSerialPara, WD_U8 SensorAdd) :
m_fRtTemper(0), m_u32RtHumidity(0), m_enBaudRate(BR_9600)
{
assert(pTtyDevPath != NULL && pstSerialPara != NULL);
m_u8SensorAdd = SensorAdd;
/* 初始化串口并连接 */
m_pCUart = new CUartOperator();
m_pCUart->init(pTtyDevPath, pstSerialPara);
CreateNormalThread(SendMsgThread, this, NULL);
CreateNormalThread(ReceMsgThread, this, NULL);
CreateNormalThread(cycleGetDeviceParam, this, NULL);
}

串口初始化大体流程：

点击(此处)折叠或打开

/*******************************************
* Function Name : init
* Parameter : pTtyDevPath,串口所使用的tty设备绝对路径,如/dev/tty02
* Description : 配置串口参数
* Return Value : On success, 0 is returned.
On error, -1 is returned
* Author : LiangLiCan
* Created : 2019/06/26
********************************************/
WD_S32 CUartOperator::init(const WD_C8 *pTtyDevPath, const SERIAL_S *pstSerialPara)
{
if (NULL == pTtyDevPath || NULL == pstSerialPara)
{
printf(“Get Null pointer, Check!!!n”);
return WD_FAILURE;
}
/* O_NOCTTY : 表示当前进程不期望与终端关联 */
m_s32DevFd = open(pTtyDevPath, O_RDWR | O_NOCTTY);
if (m_s32DevFd < 0)
{
printf(“Open dev %s fail! n”, pTtyDevPath);
return WD_FAILURE;
}
printf(“Open dev %s success! n”, pTtyDevPath);
/* 先清空参数 */
struct termios stOldParm;
bzero(&stOldParm, sizeof(stOldParm));
tcsetattr(m_s32DevFd, TCSANOW, &stOldParm);
//设置波特率
if (SetBaudRate(m_s32DevFd, (BAUD_RATE_E)pstSerialPara->u8BaudRate) != WD_SUCCESS)
{
printf(“SetBaudRate(%d) fail! n”, pstSerialPara->u8BaudRate);
close(m_s32DevFd);
return WD_FAILURE;
}
//设置数据位
if (SetDataBit(m_s32DevFd, pstSerialPara->u8DataBit) != WD_SUCCESS)
{
printf(“SetDataBit fail! n”);
close(m_s32DevFd);
return WD_FAILURE;
}
// 设置校验位
if (SetCheck(m_s32DevFd, pstSerialPara->u8Check) != WD_SUCCESS)
{
printf(“SetCheck fail! n”);
close(m_s32DevFd);
return WD_FAILURE;
}
//停止位
if (SetStopBit(m_s32DevFd, pstSerialPara->u8StopBit) != WD_SUCCESS)
{
printf(“SetStopBit fail! n”);
close(m_s32DevFd);
return WD_FAILURE;
}
m_bIsInit = true;
return WD_SUCCESS;
}

构建一帧数据函数体并加入链表：
构建好后添加入链表，并唤醒发送线程。实际应用中我们会再增加一个对外的接口，如sendMsg()。用于二次封建AddSendFrameToList函数，在需要的时候再发送消息，该例子是直接用了一个线程定时循环去获取温湿度。

点击(此处)折叠或打开

/*******************************************
* Function Name : AddSendFrameToList
* Parameter : enAddr是寄存器地址, bWrites是否是写寄存器
* Description : 构建一帧完整的485数据，包括地址、功能码、CRC的赋值,并加入到发送链表中去
* Return Value : On success, 0 is returned.
錯誤返回非0.
* Author : LiangLiCan
* Created : 2019/11/26
********************************************/
WD_S32 CHumitureManager::AddSendFrameToList(REGISTER_ADD_E enAddr, WD_U16 u16ReadNum/* = 0 */,bool bWrite/* = false */, WD_U16 u16SetData/* = 0 */)
{
CObjectLock ObjLock(&m_MuteSendLock);
WD_U8 *pNode = NULL;
WD_U8 aFrameHead[8] = {0};
WD_S32 ret = 0;
WD_U16 u16Temp = enAddr;
aFrameHead[SFI_DEST_ADDR] = m_u8SensorAdd; // 总线上的设备地址
aFrameHead[SFI_MSG_TYPE] = bWrite ? MT_WRITE : MT_READ;
ShortToChar(u16Temp, &aFrameHead[SFI_REG_ADDR], true);
if(bWrite){
ShortToChar(u16SetData, &aFrameHead[SFI_REG_PARM], true);
}
else {
ShortToChar(u16ReadNum, &aFrameHead[SFI_REG_PARM], true);
}
// 填充CRC
ShortToChar(createCrcCode(aFrameHead, 6), &aFrameHead[SFI_CRC]);
pNode = (WD_U8 *)malloc(sizeof(aFrameHead)); /* 发送线程会free掉它 */
memcpy(pNode, aFrameHead, sizeof(aFrameHead));
/* 添加入发送的列表 */
m_SendBufLock.Lock();
if (m_pSendBufList.empty()){
m_SendBufLock.Signal();
}
m_pSendBufList.push_back(pNode);
m_SendBufLock.UnLock();
return ret;
}

发送数据线程：
主要功能是从链表中取出一帧数据发送，无数据可写时处于休眠状态。

点击(此处)折叠或打开

WD_VOID CHumitureManager::SendMsgThreadBody()
{
prctl(PR_SET_NAME, (WD_U32 *)”HumitSend”);
WD_U8 *pu8SenBufNode = NULL;
while(1)
{
/* 从消息队列中取出一条发送的消息 */
m_SendBufLock.Lock();
if (m_pSendBufList.empty()){
m_SendBufLock.Wait();
}
pu8SenBufNode = m_pSendBufList.front();
m_pSendBufList.pop_front();
m_SendBufLock.UnLock();
m_pCUart->writeData(pu8SenBufNode, 8);
delete pu8SenBufNode;
}
}

接收数据线程体：

点击(此处)折叠或打开

WD_VOID CHumitureManager::ReceMsgThreadBody()
{
prctl(PR_SET_NAME, (WD_U32 *)”HumiRece”);
WD_S32 readLen = 0;
WD_S32 readCount = 0; /* 已读数据长度 */
WD_S32 MaxBufLen = sizeof(WD_U8) * MAX_FRAME_LEN;
m_pReadBuf = new WD_U8[MaxBufLen];
while(1)
{
if(!m_pCUart->dataAvailable(100)){ // 是否有数据可读
continue;
}
memset(m_pReadBuf, 0, sizeof(MaxBufLen));
readCount = 0;
do{
if(m_pCUart->dataAvailable(100))
{
readLen = m_pCUart->readData(m_pReadBuf + readCount, MaxBufLen);
if (readLen < 0){
break;
}
readCount += readLen;
}
}while(readCount < m_pReadBuf[RFI_DATA_LEN] + FRAME_EXTRA_LEN);
// 处理读到的数据————-
handleMsg(m_pReadBuf, readCount);
}
delete [] m_pReadBuf;
}

数据处理函数：
该函数在实际应用中也可以使用回调函数，主要功能是处理拿到的数据。

点击(此处)折叠或打开

WD_VOID CHumitureManager::handleMsg(WD_U8 *pMsgData, WD_U32 )
{
if(pMsgData[RFI_DEST_ADDR] != 0x1){// 判断有效性
return ;
}
if(pMsgData[RFI_MSG_TYPE] == MT_READ)
{
/* Baud Rate */
m_enBaudRate = (BAUD_RATE_E)pMsgData[RFI_DATA + 1];
WD_U8 u8Backup = pMsgData[RFI_DATA + 2];
/* 温度 */
/* bit 15为温度正负值,0为正, 1为负 */
pMsgData[RFI_DATA + 2] &= 0x7F;
m_fRtTemper = (u8Backup & 0x80 ? -CharToShort(&pMsgData[RFI_DATA + 2], true)
: CharToShort(&pMsgData[RFI_DATA + 2], true)) / 10;
/* 湿度 */
m_u32RtHumidity = CharToShort(&pMsgData[RFI_DATA + 4], true);
}
else if(pMsgData[RFI_MSG_TYPE] == MT_READ_ERR)
{
m_fRtTemper = 0;
m_u32RtHumidity = 0;
//DBG_HUMI_PRINT(LEVEL_ERROR, “Get Invalid read msgn”);
}
//printf(“33[0;31m [%s][%d]m_enBaudRate=%d Temper=%02f°C Humidity=%d33[0;39m n”, __func__, __LINE__,m_enBaudRate, m_fRtTemper, m_u32RtHumidity);
}