如何在Linux上实现串口定时接收数据 (linux 串口 定时接收)
随着物联网的发展，串口通信在许多应用场景中扮演着不可或缺的角色。对于开发人员来说，在Linux系统下实现串口定时接收数据是一个很实用的需求。
本文将介绍如何在Linux系统下使用C语言编写程序，实现串口定时接收数据的功能。主要步骤包括：串口初始化、定时器设置和数据接收处理。
一、串口初始化
串口通信需要先进行串口初始化设置，常用的初始化方法是使用Linux系统提供的API函数open()、ioctl()和tcsetattr()。具体步骤如下：
1. 使用open()函数打开串口设备。函数原型为：int open(const char *pathname, int flags);其中pathname是串口设备对应的路径，如/dev/ttyS0，flags为打开设备的方式，常用的有O_RDON（只读打开）和O_RDWR（读写打开）。
2. 使用ioctl()函数设置串口属性。函数原型为：int ioctl(int fd, int request, …);其中fd是open()函数返回的文件描述符，request是控制请求码。
串口通信需要设置的属性有波特率、数据位、校验位、停止位等。可以通过struct termios结构体来设置属性，具体代码如下：
“`
#include
struct termios opt;
tcgetattr(fd, &opt);
opt.c_cflag &= ~CSTOPB; // 设置停止位为1位
opt.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 不使用硬件流控
opt.c_cflag |= CLOCAL; // 忽略DSR（数据设备准备好）信号
opt.c_cflag |= CREAD; // 开启接收
opt.c_cflag |= CS8; // 设置数据位为8位
opt.c_iflag |= IGNPAR; // 忽略奇偶校验错误的数据
opt.c_iflag &= ~(ICRNL|INLCR); // 关闭回车换行
opt.c_oflag &= ~OPOST; // 关闭输出的处理
opt.c_lflag &= ~(ICANON|ECHO|ECHOE|ISIG); // 不使用规范模式，并且屏蔽特殊字符
cfsetispeed(&opt, B9600); // 设置波特率为9600
cfsetospeed(&opt, B9600);
tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt); // 把新的属性设置到串口上
“`
3. 使用tcgetattr()函数获取当前的串口属性，并将它们存储在结构体中，以备后续使用。
二、定时器设置
接收数据时，我们需要设置一个定时器来监测串口数据是否已经接收完毕。在Linux系统下，可以使用timer_create()和timer_settime()函数来实现定时器设置。
1. 使用timer_create()函数创建定时器。函数原型为：int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *sevp, timer_t *timerid);其中clockid为定时器所用的时钟，sigevent是一个结构体，timerid为用于存储定时器ID的变量。可以通过如下代码创建一个定时器：
“`
#include
timer_t timerid;
struct sigevent sigev;
sigev.sigev_value.sival_ptr = &timerid;
sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
sigev.sigev_signo = SIGALRM;
timer_create(CLOCK_REALTIME, &sigev, &timerid);
“`
2. 使用timer_settime()函数设置定时器时间和行为。函数原型为：int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value, struct itimerspec *old_value);其中timerid为通过timer_create()函数创建的定时器ID，flags为定时器行为，new_value为定时器设置结构体，old_value是一个指向旧定时器设置的结构体指针。可以通过如下代码设置一个定时器：
“`
#include
struct itimerspec new_value;
new_value.it_value.tv_sec = 2; // 定时器周期为2秒
new_value.it_value.tv_nsec = 0;
new_value.it_interval.tv_sec = 0;
new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
timer_settime(timerid, 0, &new_value, NULL);
“`
三、数据接收处理
1. 使用sigaction()函数注册SIGALRM信号处理程序。函数原型为：int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);其中signum为信号编号，act是一个结构体，oldact是原信号处理程序的指针。
2. 在信号处理程序中，使用read()函数从串口中读取数据。函数原型为：ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);其中fd为串口设备的文件描述符，buf为读取数据存储的缓冲区，count为需要读取的字节数。读取到的数据将会存储在buf中。
3. 对于读取到的数据进行必要的处理。这个过程需要按照具体的应用场景来进行。
4. 在信号处理程序中，可以通过重新设置定时器时间，使得它变为一个循环定时器。具体代码如下：
“`
void signal_handler(int signum)
{
char buf[1024];
ssize_t cnt = read(fd, buf, 1024);
// 对于读取到的数据进行必要的处理
struct itimerspec new_value;
new_value.it_value.tv_sec = 2;
new_value.it_value.tv_nsec = 0;
new_value.it_interval.tv_sec = 0;
new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
timer_settime(timerid, 0, &new_value, NULL);
}
struct sigaction sa;
sa.sa_flags = SA_RESTART;
sa.sa_handler = signal_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
“`
至此，我们已经完成了在Linux系统下实现串口定时接收数据的主要步骤。完整的代码实现如下所示：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int fd;
timer_t timerid;
void signal_handler(int signum)
{
char buf[1024];
ssize_t cnt = read(fd, buf, 1024);
// 对于读取到的数据进行必要的处理
struct itimerspec new_value;
new_value.it_value.tv_sec = 2;
new_value.it_value.tv_nsec = 0;
new_value.it_interval.tv_sec = 0;
new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
timer_settime(timerid, 0, &new_value, NULL);
}
int mn()
{
fd = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR);
if(fd
perror(“open error”);
exit(EXIT_FLURE);
}
struct termios opt;
tcgetattr(fd, &opt);
opt.c_cflag &= ~CSTOPB; // 设置停止位为1位
opt.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 不使用硬件流控
opt.c_cflag |= CLOCAL; // 忽略DSR（数据设备准备好）信号
opt.c_cflag |= CREAD; // 开启接收
opt.c_cflag |= CS8; // 设置数据位为8位
opt.c_iflag |= IGNPAR; // 忽略奇偶校验错误的数据
opt.c_iflag &= ~(ICRNL|INLCR); // 关闭回车换行
opt.c_oflag &= ~OPOST; // 关闭输出的处理
opt.c_lflag &= ~(ICANON|ECHO|ECHOE|ISIG); // 不使用规范模式，并且屏蔽特殊字符
cfsetispeed(&opt, B9600); // 设置波特率为9600
cfsetospeed(&opt, B9600);
tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt); // 把新的属性设置到串口上
struct sigevent sigev;
sigev.sigev_value.sival_ptr = &timerid;
sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
sigev.sigev_signo = SIGALRM;
timer_create(CLOCK_REALTIME, &sigev, &timerid);
struct itimerspec new_value;
new_value.it_value.tv_sec = 2;
new_value.it_value.tv_nsec = 0;
new_value.it_interval.tv_sec = 0;
new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
timer_settime(timerid, 0, &new_value, NULL);
struct sigaction sa;
sa.sa_flags = SA_RESTART;
sa.sa_handler = signal_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
while(1);
return 0;
}
“`
