Linux系统下的UART测试程序详解 (linux uart测试程序)
引言
UART是一种常用的串行通信接口，常用于单片机和外围设备之间进行数据传输。Linux系统下提供了丰富的串口通信工具和库函数，可以非常方便地进行串口通信测试和开发。本文将介绍Linux系统下的UART测试程序，详细讲解其原理、实现和使用方法。
一、UART简介
UART（Universal Asynchronous Receiver/Tranitter）是一个通用异步串行接口，它可以支持异步传输和少量同步传输。在UART串口通信中，数据以字节为单位通过串行通信线路进行传输，通信线路包括一条单向数据线（TX）和一条单向接收线（RX），同时还有一个以上的控制线（如CTS、RTS等）。
在UART通信中，数据传输是以一定波特率进行的。波特率表示传输速率，即单位时间内传输的比特数。例如，对于波特率为9600 bps的UART串口通信，每秒可以传输9600个比特（即9600/8=1200个字节）的数据。波特率越高，传输速度越快，但是传输距离越短，误码率越高。
二、UART测试程序原理
Linux系统下提供了多种测试UART串口通信的工具和库函数，例如minicom、stty、termios等。这些工具和库函数都是基于系统调用函数编写的，主要目的是为了方便用户进行串口通信的测试和开发。而本文将介绍一种基于C语言的UART测试程序，它可以直接调用串口设备文件的读写函数进行数据的收发。具体原理如下：
1. 打开串口设备文件
在Linux系统下，每个串口都会被表示为一个设备文件，例如/dev/ttyS0、/dev/ttyS1等。在UART测试程序中，首先需要打开指定的串口设备文件，以便后续进行数据的读写。
2. 设置串口参数
在进行串口通信时，需要设置一些参数，如波特率、数据位、校验位、停止位等。通过串口控制寄存器，可以对这些参数进行设置。在UART测试程序中，可以通过调用tcgetattr和tcsetattr等函数设置指定的串口参数。
3. 发送数据
在UART测试程序中，可以通过调用write函数向串口发送数据。write函数会将指定的数据写入串口设备文件，发送给外部设备。
4. 接收数据
在UART测试程序中，可以通过调用read函数从串口接收数据。read函数会从串口设备文件中读取数据，存储到缓冲区中，供后续进行处理。
5. 关闭串口设备文件
在串口通信完成后，需要关闭打开的串口设备文件，以便下次进行访问。
三、UART测试程序实现
基于上述原理，可以编写C语言程序实现UART测试功能。下面给出一段完整的UART测试程序代码：
#include
#include
#include
#include
#include
int set_interface_attribs (int fd, int speed, int parity)
{
struct termios tty;
memset (&tty, 0, sizeof tty);
if (tcgetattr (fd, &tty) != 0)
{
perror (“error %s from tcgetattr”);
return -1;
}
cfsetospeed (&tty, speed);
cfsetispeed (&tty, speed);
tty.c_cflag = (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8; // 8-bit chars
// disable IGNBRK for miatched speed tests; otherwise receive break
// as \000 chars
tty.c_iflag &= ~IGNBRK; // disable break processing
tty.c_lflag = 0; // no signaling chars, no echo,
// no canonical processing
tty.c_oflag = 0; // no remapping, no delays
tty.c_cc[VMIN] = 0; // read doesn’t block
tty.c_cc[VTIME] = 5; // 0.5 seconds read timeout
tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY); // shut off xon/xoff ctrl
tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);// ignore modem controls,
// enable reading
tty.c_cflag &= ~(PARENB | PARODD); // shut off parity
tty.c_cflag |= parity;
tty.c_cflag &= ~CSTOPB;
tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;
if (tcsetattr (fd, TCSANOW, &tty) != 0)
{
perror (“error %s from tcsetattr”);
return -1;
}
return 0;
}
void set_blocking (int fd, int should_block)
{
struct termios tty;
memset (&tty, 0, sizeof tty);
if (tcgetattr (fd, &tty) != 0)
{
perror (“error %s from tggetattr”);
return;
}
tty.c_cc[VMIN] = should_block ? 1 : 0;
tty.c_cc[VTIME] = 5; // 0.5 seconds read timeout
if (tcsetattr (fd, TCSANOW, &tty) != 0)
perror (“error %s setting term attributes”);
}
int mn()
{
char buf[256];
int fd = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
if (fd
{
perror(“error opening”);
return -1;
}
set_interface_attribs(fd, B9600, 0); // set speed to 9600 bps, 8n1 (no parity)
set_blocking(fd, 0); // set no blocking
write(fd, “hello\n”, 6); // send 6 character greeting
usleep ((6 + 25) * 100); // sleep enough to tranit the 6 plus
// receive 25: approx 100 uS per char tranit
int n = read(fd, buf, sizeof buf); // read up to 100 characters if ready to read
printf(“received %d bytes: %s\n”, n, buf);
close(fd);
return 0;
}
本段代码中，首先通过调用open函数打开指定的串口设备文件（/dev/ttyS0），然后通过tcgetattr和tcsetattr函数设置串口参数（波特率为9600，数据位为8位，校验位为无，停止位为1位）。通过write函数向串口发送一条数据“hello\n”，并通过read函数从串口接收数据，存储到buf缓冲区中。
在进行编译时，需要将此代码保存为uart_test.c文件，并通过gcc命令进行编译：
$ gcc uart_test.c -o uart_test
四、UART测试程序使用方法
在Linux系统上，进行UART测试时需要先连接好串口线，将串口设备连接到计算机上。然后，执行上述编译好的uart_test程序即可进行测试。如果测试通过，可以在终端上看到接收到的数据。
需要注意的是，在Linux系统下，串口设备文件的权限可能需要进行修改才能进行读写操作。可以通过chmod命令进行修改，例如：
$ sudo chmod 666 /dev/ttyS0
这条命令将/dev/ttyS0串口设备文件的权限设置为666，即所有用户都有读写权限。
结论
