嵌入式Linux串口和 poll() 函数的使用

一、poll() 函数的介绍

在这里插入图片描述

  poll() 函数用于监控多个文件描述符的变化的函数。它可以用来检查一个或多个文件描述符的状态是否改变，比如是否可读、可写或有错误发生。它常用于处理 I/O 多路复用，这在需要同时处理多个网络连接或文件操作时非常有用。

头文件

#include <poll.h>

函数原型

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

fds：一个指向 pollfd 结构数组的指针，每个 pollfd 结构代表一个要监控的文件描述符。
nfds：fds 数组中的元素数量。
timeout：等待的超时时间（毫秒）。如果设置为 -1，则 poll() 会一直等待，直到某个文件描述符的状态改变或捕获到信号。如果设置为 0，则 poll() 会立即返回，不会等待。
struct pollfd 结构

struct pollfd {  int fd;          // 文件描述符  short events;    // 感兴趣的事件  short revents;   // 返回的事件  
};

fd：要监控的文件描述符。
events：用户感兴趣的事件，可以是以下值的组合：
POLLIN：数据可读
POLLOUT：数据可写
POLLPRI：优先级数据可读
POLLERR：发生错误
POLLHUP：挂起（只用于流）
POLLNVAL：请求无效的文件描述符
revents：返回时，这个字段包含了实际发生的事件。
返回值
成功时，返回更改状态的文件描述符数量。
如果超时，返回 0。
失败时，返回 -1 并设置 errno。
示例
下面是一个简单的 poll() 使用示例，它监控标准输入（stdin）是否可读：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
#include <poll.h>  int main() {  struct pollfd fds[1];  int ret;  // 设置要监控的文件描述符和事件  fds[0].fd = STDIN_FILENO; // 标准输入的文件描述符  fds[0].events = POLLIN;   // 监控读事件  // 使用 poll 监控文件描述符  ret = poll(fds, 1, -1); // 无限等待，直到有事件发生  if (ret == -1) {  perror("poll");  exit(EXIT_FAILURE);  }  // 检查哪个文件描述符的状态发生了改变  if (fds[0].revents & POLLIN) {  printf("Standard input is readable.\n");  // 这里可以读取标准输入的数据  }  return 0;  
}

在这里插入图片描述

  这个示例程序会等待用户从标准输入（通常是键盘）输入数据。一旦有数据可读，poll() 就会返回，并设置 fds[0].revents 为 POLLIN，表示标准输入现在可读。然后程序会打印一条消息。注意，这个示例并没有实际读取输入数据，只是检测了输入是否可读。如果需要读取数据，你可以使用如 read() 或 fgets() 等函数来从标准输入读取数据。

二、串口使用poll()函数测试代码

  测试代码基于文章 <嵌入式Linux开发板测试esp8266模块> 进行修改测试，文章链接如下：
http://t.csdnimg.cn/y31It
修改后代码如下：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <termios.h>
#include <sys/select.h>
#include <poll.h>#define REV_OK		0	//接收完成标志
#define REV_WAIT	1	//接收未完成标志
#define UART_BUF    128 // 串口缓冲区#define ESP8266_AP_INFO         "AT+CWSAP=\"ATK-8266\",\"12345678\",1,4\r\n"
#define ESP8266_JAP_INFO          "AT+CWJAP=\"TP-LINK_xxxx\",\"123456789\"\r\n"
#define ESP8266_TCP_SERVER_INFO "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"192.168.1.182\",8080\r\n"#define u8 unsigned charunsigned short esp8266_cnt = 0, esp8266_cntPre = 0;
unsigned char buf[UART_BUF] = {0};/* 实现ms级延时 */
static void delay_xms(unsigned int secs)
{struct timeval tval;tval.tv_sec=secs/1000;tval.tv_usec=(secs*1000)%1000000;select(0,NULL,NULL,NULL,&tval);
}typedef struct uart_hardware_cfg {unsigned int baudrate;  /* 波特率 */unsigned char dbit;     /* 数据位 */char parity;    /* 奇偶校验 */unsigned char sbit; /* 停止位 */
}uart_cfg_t;static struct termios old_cfg; /* 用于保存终端的配置参数 */
static int fd; /* 串口终端对应的文件描述符 *//* 串口初始化 
打开串口文件描述符，即对应的串口终端的设备节点 */
static int uart_init(const char *device)
{/* 打开串口 *//* O_NOCTTY 如果欲打开的文件为终端机设备时, 则不会将该终端机当成进程控制终端机 */fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY); if (fd < 0){fprintf(stderr, "open error:%s:%s\n", device, strerror(errno));return -1;}/* 获取串口当前的配置参数 */if (0 > tcgetattr(fd, &old_cfg)) {fprintf(stderr, "tcgetattr error: %s\n", strerror(errno));close(fd);return -1;}return 0;
}/**** 串口配置** 参数cfg指向一个uart_cfg_t结构体对象**/
static int uart_cfg(const uart_cfg_t *cfg)
{struct termios new_cfg = {0};   //将new_cfg对象清零speed_t speed;/* 设置为原始模式 */cfmakeraw(&new_cfg);/* 使能接收 */new_cfg.c_cflag |= CREAD;/* 设置波特率 */switch (cfg->baudrate) {case 1200: speed = B1200;break;case 1800: speed = B1800;break;case 2400: speed = B2400;break;case 4800: speed = B4800;break;case 9600: speed = B9600;break;case 19200: speed = B19200;break;case 38400: speed = B38400;break;case 57600: speed = B57600;break;case 115200: speed = B115200;break;case 230400: speed = B230400;break;case 460800: speed = B460800;break;case 500000: speed = B500000;break;default:    //默认配置为115200speed = B115200;printf("default baud rate: 115200\n");break;}if (0 > cfsetspeed(&new_cfg, speed)) {fprintf(stderr, "cfsetspeed error: %s\n", strerror(errno));return -1;}/* 设置数据位大小 */new_cfg.c_cflag &= ~CSIZE;  //将数据位相关的比特位清零switch (cfg->dbit) {case 5:new_cfg.c_cflag |= CS5;break;case 6:new_cfg.c_cflag |= CS6;break;case 7:new_cfg.c_cflag |= CS7;break;case 8:new_cfg.c_cflag |= CS8;break;default:    //默认数据位大小为8new_cfg.c_cflag |= CS8;
//        printf("default data bit size: 8\n");break;}/* 设置奇偶校验 */switch (cfg->parity) {case 'N':       //无校验new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;new_cfg.c_iflag &= ~INPCK;break;case 'O':       //奇校验new_cfg.c_cflag |= (PARODD | PARENB);new_cfg.c_iflag |= INPCK;break;case 'E':       //偶校验new_cfg.c_cflag |= PARENB;new_cfg.c_cflag &= ~PARODD; /* 清除PARODD标志，配置为偶校验 */new_cfg.c_iflag |= INPCK;break;default:    //默认配置为无校验new_cfg.c_cflag &= ~PARENB;new_cfg.c_iflag &= ~INPCK;
//        printf("default parity: N\n");break;}/* 设置停止位 */switch (cfg->sbit) {case 1:     //1个停止位new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;break;case 2:     //2个停止位new_cfg.c_cflag |= CSTOPB;break;default:    //默认配置为1个停止位new_cfg.c_cflag &= ~CSTOPB;
//        printf("default stop bit size: 1\n");break;}/* 将MIN和TIME设置为0 */new_cfg.c_cc[VTIME] = 0;new_cfg.c_cc[VMIN] = 0;/* 清空缓冲区 */if (0 > tcflush(fd, TCIOFLUSH)) {fprintf(stderr, "tcflush error: %s\n", strerror(errno));return -1;}/* 写入配置、使配置生效 */if (0 > tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg)) {fprintf(stderr, "tcsetattr error: %s\n", strerror(errno));return -1;}/* 配置OK 退出 */return 0;
}//==========================================================
//	函数名称：	ESP8266_Clear
//
//	函数功能：	清空缓存
//
//	入口参数：	无
//
//	返回参数：	无
//
//	说明：		
//==========================================================
void ESP8266_Clear(void)
{memset(buf, 0, sizeof(buf));esp8266_cnt = 0;
}/**** 信号处理函数，当串口有数据可读时，会跳转到该函数执行**/
static void io_handler(int sig, siginfo_t *info, void *context)
{if(SIGRTMIN != sig)return;/* 判断串口是否有数据可读 */if (POLL_IN == info->si_code) {if (esp8266_cnt >= sizeof(buf)){// esp8266_cnt = 0; //防止串口被刷爆// memset(buf,0,sizeof(buf));ESP8266_Clear();}esp8266_cnt = read(fd, buf+esp8266_cnt, sizeof(buf)-esp8266_cnt);printf("esp8266_cnt=%d\r\n", esp8266_cnt);printf("io_handler=%s\r\n", buf);}
}/**** 异步I/O初始化函数**/
static void async_io_init(void)
{struct sigaction sigatn;int flag;/* 使能异步I/O */flag = fcntl(fd, F_GETFL);  //使能串口的异步I/O功能flag |= O_ASYNC;fcntl(fd, F_SETFL, flag);/* 设置异步I/O的所有者 */fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());/* 指定实时信号SIGRTMIN作为异步I/O通知信号 */fcntl(fd, F_SETSIG, SIGRTMIN);/* 为实时信号SIGRTMIN注册信号处理函数 */sigatn.sa_sigaction = io_handler;   //当串口有数据可读时，会跳转到io_handler函数sigatn.sa_flags = SA_SIGINFO;sigemptyset(&sigatn.sa_mask);sigaction(SIGRTMIN, &sigatn, NULL);
}void Uart4_Init(unsigned int baud, char *device)
{uart_cfg_t cfg = {0};if (NULL == device) {fprintf(stderr, "Error: the device no found!\n");exit(EXIT_FAILURE);}/* 串口初始化 */if (uart_init(device))exit(EXIT_FAILURE);/* 设置波特率 */cfg.baudrate = baud;/* 串口配置 */if (uart_cfg(&cfg)) {tcsetattr(fd, TCSANOW, &old_cfg);   //恢复到之前的配置close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}
}void Uart5_Init(unsigned int baud, char *device)
{uart_cfg_t cfg = {0};if (NULL == device) {fprintf(stderr, "Error: the device no found!\n");exit(EXIT_FAILURE);}/* 串口初始化 */if (uart_init(device))exit(EXIT_FAILURE);/* 设置波特率 */cfg.baudrate = baud;/* 串口配置 */if (uart_cfg(&cfg)) {tcsetattr(fd, TCSANOW, &old_cfg);   //恢复到之前的配置close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}
}//==========================================================
//	函数名称：	ESP8266_WaitRecive
//
//	函数功能：	等待接收完成
//
//	入口参数：	char *res
//
//	返回参数：	REV_OK-接收完成		REV_WAIT-接收超时未完成
//
//	说明：		循环调用检测是否接收完成
//==========================================================
_Bool ESP8266_WaitRecive(char *res)
{int err=0,nbytes=0,i=0;struct pollfd fds[] = {{.fd	= fd,.events	= POLLIN,},};err = poll(fds, 1, 5000);//5sswitch(err){case -1://出错printf("\n poll read error =%d \n", err);nbytes=0;break;case 0://超时printf("\n poll read error =%d \n", err);nbytes=0;break;default:nbytes = read(fd, buf+esp8266_cnt, sizeof(buf)-esp8266_cnt);break;}esp8266_cnt += nbytes;if(esp8266_cnt == 0) 							//如果接收计数为0 则说明没有处于接收数据中，所以直接跳出，结束函数return REV_WAIT;if( strstr((const char *)buf, res) != NULL || esp8266_cnt == esp8266_cntPre)				//如果上一次的值和这次相同，则说明接收完毕{// for (i = 0; i < esp8266_cnt; i++)//     printf(" 0x%02x", buf[i]);// printf("\n");printf("***********************\n");printf("%s",buf);printf("***********************\n");esp8266_cnt = 0;							//清0接收计数esp8266_cntPre=0;return REV_OK;								//返回接收完成标志}esp8266_cntPre = esp8266_cnt;					//置为相同return REV_WAIT;								//返回接收未完成标志}int ESP8266_Recive(void)
{int err=0,nbytes=0,i=0;struct pollfd fds[] = {{.fd	= fd,.events	= POLLIN,},};memset(buf,0,sizeof(buf));err = poll(fds, 1, 1000);//1sswitch(err){case -1://出错printf("\n poll read error =%d \n", err);nbytes=0;break;case 0://超时printf("\n poll read error =%d \n", err);nbytes=0;break;default:nbytes = read(fd, buf, sizeof(buf));break;}if(nbytes>0){return nbytes;}return -1;}//==========================================================
//	函数名称：	ESP8266_SendCmd
//
//	函数功能：	发送命令
//
//	入口参数：	cmd：命令
//				res：需要检查的返回指令
//
//	返回参数：	0-成功	1-失败
//
//	说明：		
//==========================================================
_Bool ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *res)
{int ret = 0,err,nbytes;unsigned int timeOutCnt = 3;ESP8266_Clear();ret = write(fd, (unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd));if (ret == 0)   printf("write err!\r\n");
//	printf("UartBuf:%s, Len:%d\r\n", buf, esp8266_cnt);while(timeOutCnt--){if(ESP8266_WaitRecive(res) == REV_OK)							//如果收到数据{
//			printf("ESP8266_SendCmd Function:%s\r\n", buf);if(strstr((const char *)buf, res) != NULL)		//如果接收到的数据是在给定数据的范围内，则不为NULL{ESP8266_Clear();									//清空缓存return 0;}}//delay_xms(10);//10s内让串口2中断函数循环接收到的数据}return 1;}//==========================================================
//	函数名称：	ESP8266_SendData
//
//	函数功能：	发送数据
//
//	入口参数：	data：数据
//				len：长度
//
//	返回参数：	无
//
//	说明：		
//==========================================================
void ESP8266_SendData(unsigned char *data, unsigned short len)
{char cmdBuf[32];ESP8266_Clear();								//清空接收缓存// sprintf(cmdBuf, "AT+CIPSEND=0,%d\r\n", len);		//发送命令  多连接sprintf(cmdBuf, "AT+CIPSEND=%d\r\n", len);		//发送命令  单连接if(!ESP8266_SendCmd(cmdBuf, ">"))				//收到‘>’时可以发送数据,改不得{write(fd, data, len);		//发送设备连接请求数据}}_Bool Esp8266_Init()
{ESP8266_Clear();printf("1. AT\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK"))delay_xms(500);printf("2. CWMODE\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=2\r\n", "OK"))delay_xms(500);printf("2.1 AT+RST\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n", "OK"))delay_xms(2000);printf("3. CWSAP\r\n");while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_AP_INFO, "OK")){delay_xms(500);}printf("4. AT+CIPMUX\r\n");// 启动多连接while(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=1\r\n", "OK")){delay_xms(500);}printf("5. CIPSERVER\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+CIPSERVER=1,8080\r\n", "OK"))delay_xms(500);printf("6. CIFSR\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+CIFSR\r\n", "OK"))delay_xms(500);printf("6. ESP8266 Init OK\r\n");return 0;
}
_Bool Esp8266_Init_One_TCP_Client()
{ESP8266_Clear();printf("1. CWMODE\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK"))delay_xms(5000);// printf("1.1 CWDHCP\r\n");// while(ESP8266_SendCmd("AT+CWDHCP=1,1\r\n", "OK"))// 		delay_xms(5000);printf("1.1 CIPSTA\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+CIPSTA=\"192.168.1.87\",\"192.168.1.1\",\"255.255.255.0\"\r\n", "OK"))delay_xms(5000);//printf("2. CWJAP\r\n");while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_JAP_INFO, "OK"))//WIFI CONNECTED ;// OKdelay_xms(5000);// printf("2.1 AT+RST\r\n");// while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n", "OK"))// 		delay_xms(20000);printf("3. CIFSR\r\n");while(ESP8266_SendCmd("AT+CIFSR\r\n", "OK"))delay_xms(5000);printf("4. CIPSTART\r\n");while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_TCP_SERVER_INFO, "ERROR")==0)delay_xms(5000*10);printf("4. ESP8266 Init OK\r\n");return 0;
}int main(int argc, char *argv[])
{u8 test_buf[] = "esp8266 $$$$$!\r\n";// Uart4_Init(115200, argv[1]); // 初始化串口4Uart5_Init(115200, argv[1]); // 初始化串口5//async_io_init(); // 异步IO初始化，相当于STM32的外部中断配置的初始化,不过STM32下应该是硬件中断，这里是软件中断 // while (Esp8266_Init())// {//     printf("Esp8266 Init Failed!!!\r\n");// }while (Esp8266_Init_One_TCP_Client()){printf("Esp8266 Init Failed!!!\r\n");}while (1){if(ESP8266_Recive() == -1){sleep(1); continue;}/* 通信测试 */if (strstr((const char*)buf, "AA")){ESP8266_SendData(test_buf,strlen(test_buf));ESP8266_Clear();}else if(strstr((const char*)buf, "end")){sleep(1); ESP8266_Clear();break;}}/* 退出 */tcsetattr(fd, TCSANOW, &old_cfg);   //恢复到之前的配置close(fd);exit(EXIT_SUCCESS);
}

三、测试结果

初始化部分

1. CWMODE
***********************
AT+CWMODE=1OK
***********************
1.1 CIPSTA
***********************
AT+CIPSTA="192.168.1.87","192.168.1.1","255.255.255.0"OK
***********************
2. CWJAP
***********************
AT+CWJAP="TP-LINK_xxxx","123456789"
WIFI DISCONNECT
WIFI CONNECTED
WIFI GOT IPOK
***********************
3. CIFSR
***********************
AT+CIFSR
+CIFSR:STAIP,"192.168.1.87"
+CIFSR:STAMAC,"34:94:54:7f:d4:71"OK
***********************
4. CIPSTARTpoll read error =0
***********************
AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.182",8080
CONNECTOK
***********************
4. ESP8266 Init OK

主函数循环接收，接收到AA，返回 esp8266 $$$$$!，接收到end，则结束。
在这里插入图片描述
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之前的这个是vue3写法&#xff0c;后端是.net6Api.net6Api后台VUE3前端实现上传和下载文件全过程_vue3 下载文件-CSDN博客 在现在看来似乎搞的复杂了&#xff0c;本次记录一下.net6Api后台uniapp导出Excel。 后端和之前的不一样&#xff0c;前端也和之前的不一样&#xff0c;…
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【C语言】深入理解指针（进阶篇）

【C语言】深入理解指针（进阶篇）

一、数组名的理解 数组名就是地址&#xff0c;而且是数组首元素的地址。 任务&#xff1a;运行以下代码&#xff0c;看数组名是否是地址。 #include <stdio.h> int main() {int arr[] { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };printf("&arr[0] %p\n", &arr[0]);pri…
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IntelliJ IDEA Dev 容器

IntelliJ IDEA Dev 容器

​一、dev 容器 开发容器&#xff08;dev 容器&#xff09;是一个 Docker 容器&#xff0c;配置为用作功能齐全的开发环境。 IntelliJ IDEA 允许您使用此类容器来编辑、构建和运行您的项目。 IntelliJ IDEA 还支持多个容器连接&#xff0c;这些连接可以使用 Docker Compose …
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从零开始：神经网络（1）——神经元和梯度下降

从零开始：神经网络（1）——神经元和梯度下降

声明&#xff1a;本文章是根据网上资料&#xff0c;加上自己整理和理解而成&#xff0c;仅为记录自己学习的点点滴滴。可能有错误&#xff0c;欢迎大家指正。 一. 神经网络 1. 神经网络的发展 先了解一下神经网络发展的历程。从单层神经网络&#xff08;感知器&#xff09;开…
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HCIP --- BGP 综合实验

HCIP --- BGP 综合实验

实验拓扑图&#xff1a; 实验要求&#xff1a; 1.AS1存在两个环回&#xff0c;一个地址为192.168.1.0/24该地址不能 在任何协议中宣告 AS3中存在两个环回&#xff0c;一个地址为192.168.2.0/24该地址不能在任何协议中宣告&#xff0c;最终要求这两个环回可以互相通讯. 2.整个…
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