深入了解UART接口在Linux系统中的应用 (uart接口与linux)
概述
UART（Universal Asynchronous Receiver-Tranitter）是一种串行通信接口，广泛应用于各种嵌入式系统和通信设备中。在Linux系统中，使用UART接口可以实现设备之间的串行通信，本文将深入探讨UART接口在Linux系统中的应用。
UART接口的物理层和协议层
UART接口具有两个物理层和一个协议层。物理层包括传输线路和接口电路，传输线路中的数据通过电平的高低来传递信号，接口电路则负责将接收到的信号转换成数据。协议层是串行通信的逻辑层，包括数据位、停止位、奇偶校验位等。UART接口需要在物理层和协议层都具备对应的硬件支持才能正常工作。
Linux系统中的UART驱动
Linux系统中的UART驱动分为字符驱动和RT驱动两种。字符驱动在Linux的内核中实现，是最基础的UART驱动，支持数据的传输、接收、控制、查看状态等操作；RT驱动则是在字符驱动的基础上实现硬实时性和实时性能，可以满足高性能和实时性要求的场景。
在Linux系统中，UART驱动以模块的形式存在，由内核或者用户程序加载。加载驱动后，系统会将UART接口映射到系统资源中，并提供相应的接口供上层应用调用。在编写应用程序时，可以使用Linux系统提供的文件操作函数（如open、read、write等）以及ioctl函数来控制和访问UART接口。
使用UART接口进行串行通信
在Linux系统中，用户可以使用串口通信工具（如minicom、picocom、cu等）或自行编写应用程序利用UART接口进行串行通信。串行通信主要包括数据的发送和接收两个过程。
数据发送：
1.打开串口设备文件
打开设备文件时需要指定访问串口的方式、串口设备名、权限等参数。方法如下：
fd = open(“/dev/ttyUSB0”, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
2.配置串口参数
配置串口参数需设置波特率、数据位、停止位、校验位等，方法如下：
//新建串口配置结构体
struct termios options;
//获取当前串口配置参数
tcgetattr(fd, &options);
//设置波特率
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);
//设置数据位，8位数据
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
//设置校验位，无校验位
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_iflag &= ~(INPCK | ISTRIP);
//设置停止位，1位停止位
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
//设置为原始模式
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
//清空串口缓存
tcflush(fd, TCIFLUSH);
//应用新的配置
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
3.发送数据
调用write函数向串口发送数据，方法如下：
char buffer[128] = {0};
sprintf(buffer, “Hello, I’m UART interface.\n”);
write(fd, buffer, strlen(buffer));
4.关闭串口设备
发送完数据后需要关闭串口设备，方法如下：
close(fd);
数据接收：
1.打开串口设备文件
打开设备文件时与发送数据时的方法相同。
2.配置串口参数
配置串口参数时需要与发送数据时一致。
3.接收数据
调用read函数从串口接收数据，方法如下：
char buffer[128] = {0};
int len = read(fd, buffer, 128);
printf(“%s”, buffer);
4.关闭串口设备
与发送数据时的方法相同。
本文通过介绍UART接口的物理层和协议层、Linux系统中的UART驱动、使用UART接口进行串行通信等方面，深入探究了UART接口在Linux系统中的应用。了解和掌握UART接口在Linux系统中的使用，对于嵌入式系统开发和通信设备开发是非常必要的。
