使用香橙派 学习Linux的串口开发

串口的回顾 & 硬件接线

关于串口也是之前学习过很多次了，详见：

认识串口 和 蓝牙模块HC08_hc08蓝牙模块_mjmmm的博客-CSDN博客

串口的再认识-CSDN博客

香橙派提供了两路串口，第一路就是在刷机时串口连接的引脚（对应驱动ttyS0），第二路就是物理引脚8和10（对应驱动ttyS5）：

此处要请出老朋友CH340，这次连接物理引脚8和10的第二路串口： 

在使用串口连接香橙派的时候，使用的Mobaxterm就可以视为一个串口助手，但Moba更多的是提供一个基于指令交互的平台，所以串口助手的使用还是选择之前用过的AI Thinker：

在实际应用中，单片机作为比较简单的芯片，可以去负责数据的采集，然后通过串口接到相对高级的香橙派或其他芯片，香橙派读取数据并进行复杂的数据分析或开发，包括人工智能，UI，网络等在单片机中难以实现的功能，同时通过串口给单片机发送各种指令。

基于wiringPI库的串口开发

关于串口的代码，wiringPI库同样提供了demo代码：

cp一份过来：

（也可以使用SourceInsight来读代码！）

首先，发现打开默认的demo打开的是串口2的驱动，所以此处要改成串口5的驱动：

然后编译运行：（显示的就是串口助手中发来的字符的ASCII码形式）

串口助手中记得勾选HEX显示：（发送的就是16进制的0到256）

 

基于demo的优化

可以使用之前学习的线程相关概念来优化这个demo，关于线程的知识之前也学过，详见：

线程_mjmmm的博客-CSDN博客

Linux线程 --- 生产者消费者模型（C语言）-CSDN博客

serial_wiringPI_test.c：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>#include <wiringPi.h>
#include <wiringSerial.h>#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>void *read_serial(void *arg)
{char *sendbuf;sendbuf = (char *)malloc(32*sizeof(char));char *p = sendbuf;while(1){memset(sendbuf,'\0',32*sizeof(char));fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin);//scanf("%s",sendbuf);while(*sendbuf != '\0'){serialPutchar (*((int *)arg), *sendbuf) ; //串口打印数据的函数 serialPutchar()sendbuf++;}sendbuf = p;}pthread_exit(NULL);}void *write_serial(void *arg)
{while(1){while(serialDataAvail (*((int *)arg))){ //当串口有数据的时候进入whileprintf ("%c", serialGetchar (*((int *)arg))) ; //串口接收数据的函数serialGetchar()fflush (stdout) ;}}pthread_exit(NULL);
}int main ()
{int fd ;int ret;pthread_t read_thread;pthread_t write_thread;if ((fd = serialOpen ("/dev/ttyS5", 115200)) < 0) //打开驱动文件，配置波特率{fprintf (stderr, "Unable to open serial device: %s\n", strerror (errno)) ;return 1 ;}if (wiringPiSetup () == -1){fprintf (stdout, "Unable to start wiringPi: %s\n", strerror (errno)) ;return 1 ;}ret = pthread_create(&read_thread,NULL,read_serial,(void *)&fd);if(ret != 0){printf("read_serial create error\n");return 1;}ret = pthread_create(&write_thread,NULL,write_serial,(void *)&fd);if(ret != 0){printf("write_serial create error\n");return 1;}pthread_join(read_thread,NULL);pthread_join(write_thread,NULL);return 0 ;
}

实现效果：

发送数据：

接收数据：

也可以一边发一边接，因为经过优化，接和发被封装在了不同的线程中！ 

Linux原生串口开发 

通过sourceinsight查看跳转wiringPI库实现的串口代码，就会发现函数的实现并不困难，所以可以尝试不使用wiringPI库，自己通过Linux封装函数实现串口的通讯。

首先观察wiringPi库，其对于串口最核心的就是三个函数，serialOpen()；serialPutchar()；serialGetchar()，所以我就自己写一个C文件来实现这三个函数（其实所谓的自己实现就是根据sourceinsight跳转这三个函数，然后删去一些我认为在使用中不必要的代码，与其说是自己实现，更不如说是对这三个函数进行一个删减，精简化），然后创建一个关于它的h文件，最后在串口通讯的函数里添加这个我写的h文件，使用我自己实现的这三个函数来完成串口的通讯。

步骤为：编写mjm_uart_tool.c -> 编写mjm_uart_tool.h -> 编写serial_mjm_test.c调用mjm_uart_tool.h来实现和刚刚使用wiringPI相同的效果。

mjm_uart_tool.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include "wiringSerial.h"int myserialOpen (const char *device, const int baud)
{struct termios options ;speed_t myBaud ;int status, fd ;switch (baud){case 9600: myBaud = B9600 ; break ;case 115200: myBaud = B115200 ; break ;}if ((fd = open (device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY | O_NONBLOCK)) == -1)return -1 ;fcntl (fd, F_SETFL, O_RDWR) ;// Get and modify current options:tcgetattr (fd, &options) ;cfmakeraw (&options) ;cfsetispeed (&options, myBaud) ;cfsetospeed (&options, myBaud) ;options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD) ;options.c_cflag &= ~PARENB ;options.c_cflag &= ~CSTOPB ;options.c_cflag &= ~CSIZE ;options.c_cflag |= CS8 ;options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG) ;options.c_oflag &= ~OPOST ;options.c_cc [VMIN] = 0 ;options.c_cc [VTIME] = 100 ; // Ten seconds (100 deciseconds)tcsetattr (fd, TCSANOW, &options) ;ioctl (fd, TIOCMGET, &status);status |= TIOCM_DTR ;status |= TIOCM_RTS ;ioctl (fd, TIOCMSET, &status);usleep (10000) ; // 10mSreturn fd ;
}void serialSendstring (const int fd, const char *s)
{int ret;ret = write (fd, s, strlen (s));if (ret < 0)printf("Serial Puts Error\n");
}int serialGetstring (const int fd, char *buffer)
{int n_read;n_read = read(fd, buffer,32);return n_read;
}int serialDataAvail (const int fd) //用来判断串口有无数据的函数，直接复制黏贴过来的
{int result ;if (ioctl (fd, FIONREAD, &result) == -1)return -1 ;return result ;
}

mjm_uart_tool.h：

int myserialOpen (const char *device, const int baud);
void serialSendstring (const int fd, const char *s);
int serialGetstring (const int fd, char *buffer);
int serialDataAvail (const int fd);

serial_mjm_test.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include "mjm_uart_tool.h"void *read_serial(void *arg)
{char *sendbuf;sendbuf = (char *)malloc(32*sizeof(char));while(1){memset(sendbuf,'\0',32*sizeof(char));fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin);serialSendstring (*((int *)arg), sendbuf) ;}pthread_exit(NULL);}void *write_serial(void *arg)
{char readbuf[32] = {'\0'};while(1){while(serialDataAvail (*((int *)arg))){serialGetstring (*((int *)arg),readbuf) ;printf("-> %s\n",readbuf);memset(readbuf,'\0',32);}}pthread_exit(NULL);
}int main ()
{int fd ;int ret;pthread_t read_thread;pthread_t write_thread;if ((fd = myserialOpen ("/dev/ttyS5", 115200)) < 0) //打开驱动文件，配置波特率{fprintf (stderr, "Unable to open serial device: %s\n", strerror (errno)) ;return 1 ;}/*	if (wiringPiSetup () == -1){fprintf (stdout, "Unable to start wiringPi: %s\n", strerror (errno)) ;return 1 ;}*/ret = pthread_create(&read_thread,NULL,read_serial,(void *)&fd);if(ret != 0){printf("read_serial create error\n");return 1;}ret = pthread_create(&write_thread,NULL,write_serial,(void *)&fd);if(ret != 0){printf("write_serial create error\n");return 1;}pthread_join(read_thread,NULL);pthread_join(write_thread,NULL);return 0 ;
}

注意，由于这里没有使用wiringPI库，所以编译不需要使用之前的build.sh脚本，直接使用gcc就可以，但是要记得链线程的库：

gcc serial_mjm_test.c mjm_uart_tool.c -lpthread

实现效果： 

发送数据：

接收数据：

可见，此时，我将serialOpen()；serialPutchar()；serialGetchar()，替换成了自己的myserialOpen()；serialSendstring()；serialGetstring()；（还原封不动照搬了serialDataAvail函数），然后实现了和刚刚类似的效果，甚至还有所改进，因为我实现的接收函数可以直接介绍一整个字符串，所以可以在之前打印“->”用于区分，但是原来的serialgetchar是一个字符一个字符接收，很难实现这样的效果。

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