友善之臂comtest.c串口编译程序详解 希望对大家有帮助

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说明：armcomtest 是友善之臂为了方便测试而开发的linux 下的简易实用串口终端程
序，它使用标准的系统调用，和硬件无关。一般Linux 系统系统启动后，串口 0,1,2对应的设
备名分别为/dev/ttySAC0,1,2,3

测试串口2 需要借助另一台带有串口的PC，连接好 COM2 和另一台PC的串口，并设置该PC的超级终端为波特率 ，
无流控制，其他默认。
在命令行下输入：

#armcomtest –d /dev/ttySAC1 - o  

#armcomtest –d /dev/ttySAC2 - o  

# include <stdio.h> # include <stdlib.h> # include <termio.h> # include <unistd.h> # include <fcntl.h> # include <getopt.h> # include <time.h> # include <errno.h> # include <string.h> static void Error(const char *Msg) { 
    fprintf (stderr, "%s\n", Msg); fprintf (stderr, "strerror() is %s\n", strerror(errno)); exit(1); } static void Warning(const char *Msg) { 
    fprintf (stderr, "Warning: %s\n", Msg); } static int SerialSpeed(const char *SpeedString) //波特率选择 { 
    int SpeedNumber = atoi(SpeedString); # define TestSpeed(Speed) if (SpeedNumber == Speed) return BSpeed TestSpeed(1200); TestSpeed(2400); TestSpeed(4800); TestSpeed(9600); TestSpeed(19200); TestSpeed(38400); TestSpeed(57600); TestSpeed(); TestSpeed(); Error("Bad speed"); return -1; } static void PrintUsage(void) //打印消息 { 
    fprintf(stderr, "comtest - interactive program of comm port\n"); fprintf(stderr, "press [ESC] 3 times to quit\n\n"); fprintf(stderr, "Usage: comtest [-d device] [-t tty] [-s speed] [-7] [-c] [-x] [-o] [-h]\n"); fprintf(stderr, " -7 7 bit\n"); fprintf(stderr, " -x hex mode\n"); fprintf(stderr, " -o output to stdout too\n"); fprintf(stderr, " -c stdout output use color\n"); fprintf(stderr, " -h print this help\n"); exit(-1); } static inline void WaitFdWriteable(int Fd) /* 类似于一种宏定义 这种宏定义在形式上类似于一个函数， 但在使用它时，仅仅只是做预处理器符号表中的简单替换， 因此它不能进行参数有效性的检测， 也就不能享受C++编译器严格类型检查的好处， 另外它的返回值也不能被强制转换为可转换的合适的类型， 这样，它的使用就存在着一系列的隐患和局限性。 */ { 
    fd_set WriteSetFD; FD_ZERO(&WriteSetFD); FD_SET(Fd, &WriteSetFD); if (select(Fd + 1, NULL, &WriteSetFD, NULL, NULL) < 0) { 
    Error(strerror(errno)); } //select用来监控 } void OutputStdChar(FILE *File) { 
    char Buffer[10]; int Len = sprintf(Buffer, OutputHex ? "%.2X " : "%c", Char); fwrite(Buffer, 1, Len, File); } int main(int argc, char **argv) { 
    int CommFd, TtyFd; struct termios TtyAttr; struct termios BackupTtyAttr; int DeviceSpeed = B; int TtySpeed = B; int ByteBits = CS8; const char *DeviceName = "/dev/ttyS0"; const char *TtyName = "/dev/tty"; int OutputHex = 0; int OutputToStdout = 0; int UseColor = 0; opterr = 0; for (;;) { 
    int c = getopt(argc, argv, "d:s:t:7xoch"); /* 函数说明 getopt()用来分析命令行参数。 参数argc和argv是由main()传递的参数个数和内容。 参数optstring 则代表欲处理的选项字符串。 此函数会返回在argv 中下一个的选项字母， 此字母会对应参数optstring 中的字母。 如果选项字符串里的字母后接着冒号“:”， 则表示还有相关的参数，全域变量optarg 即会指向此额外参数。如果getopt() 找不到符合的参数则会印出错信息， 并将全域变量optopt设为“?”字符， 如果不希望getopt()印出错信息， 则只要将全域变量opterr设为0即可。 */ if (c == -1) break; switch(c) { 
    case 'd': DeviceName = optarg; break; case 't': TtyName = optarg; break; case 's': if (optarg[0] == 'd') { 
    DeviceSpeed = SerialSpeed(optarg + 1); } else if (optarg[0] == 't') { 
    TtySpeed = SerialSpeed(optarg + 1); } else TtySpeed = DeviceSpeed = SerialSpeed(optarg); break; case 'o': OutputToStdout = 1; break; case '7': ByteBits = CS7; break; case 'x': OutputHex = 1; break; case 'c': UseColor = 1; break; case '?': case 'h': default: PrintUsage(); } } if (optind != argc) PrintUsage();//打印消息 CommFd = open(DeviceName, O_RDWR, 0); if (CommFd < 0) Error("Unable to open device"); if (fcntl(CommFd, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0) Error("Unable set to NONBLOCK mode"); /* F_SETFL 设置文件描述词状态旗标， 参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、 O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。 O_NONBLOCK 如果路径名指向 FIFO/块文件/字符文件，则把文件的打开和后继 I/O */ memset(&TtyAttr, 0, sizeof(struct termios)); /* 函数原型 void *memset(void *s, int ch, unsigned n); 将s所指向的某一块内存中的每个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值, 块的大小由第三个参数指定,这个函数通常为新申请的内存做初始化工作, 其返回值为指向S的指针。 将TtyAttr 所指向的内存区域的值全部设置为0 的Ascii值 */ //设置串口的一些参数 TtyAttr.c_iflag = IGNPAR; //IGNPAR 忽略奇偶校验错误 //c_iflag：输入模式标志，控制终端输入方式，具体参数如表6.3所示。 TtyAttr.c_cflag = DeviceSpeed | HUPCL | ByteBits | CREAD | CLOCAL; //CREAD 使用接收器 HUPCL 关闭设备时挂起 CLOCAL 忽略调制解调器线路状态 //c_cflag：控制模式标志，指定终端硬件控制信息，具体参数如表6.5所示。 TtyAttr.c_cc[VMIN] = 1; //VMIN 非规范模式读取时的最小字符数 //c_cc[NCCS]：控制字符，用于保存终端驱动程序中的特殊字符， //如输入结束符等。c_cc中定义了如表6.7所示的控制字符。 if (tcsetattr(CommFd, TCSANOW, &TtyAttr) < 0) Warning("Unable to set comm port"); /* 为了使程序控制终端参数， 在标准库中POSIX需要几个函数， 最重要的两个函数为tcsetattr和tcgetattr。 tcgetattr取回一个如图3－34中显示的数据结构的一份拷贝， 该结构为termios，它包含用来改变特殊字符、 设置模式和修改终端其他特性的所有信息。 程序可以检查当前的设置， 当需要时对这些设置进行修改， 然后调用tcsetattr把这个结构写回终端任务中。 头文件 <termios.h> <unistd.h> 函数形式 int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p); int tcsetattr(int fd, int optional_actions, const struct termios *termios_p); */ TtyFd = open(TtyName, O_RDWR | O_NDELAY, 0); //ndelay 自我解释应该是延时的意思 if (TtyFd < 0) Error("Unable to open tty"); TtyAttr.c_cflag = TtySpeed | HUPCL | ByteBits | CREAD | CLOCAL; if (tcgetattr(TtyFd, &BackupTtyAttr) < 0) Error("Unable to get tty"); //BackupTtyAttr 用于存储获得的终端参数信息 if (tcsetattr(TtyFd, TCSANOW, &TtyAttr) < 0) //使用tcsetattr函数将修改后的终端参数设置到标准输入中 Error("Unable to set tty"); for (;;) { 
    unsigned char Char = 0; fd_set ReadSetFD; /* int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout); 参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1；rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合， 可写文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。struct timeval结构用于描述一段时间长度，如果在这个时间内， 需要监视的描述符没有事件发生则函数返回，返回值为0。 fd_set（它比较重要所以先介绍一下）是一组文件描述字(fd)的集合， 它用一位来表示一个fd（下面会仔细介绍），对于fd_set类型通过下面四个宏来操作： FD_ZERO(fd_set *fdset);将指定的文件描述符集清空， 在对文件描述符集合进行设置前，必须对其进行初始化，如果不清空， 由于在系统分配内存空间后，通常并不作清空处理，所以结果是不可知的。 FD_SET(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。 FD_CLR(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。 FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。 过去，一个fd_set通常只能包含<32的fd（文件描述字）， 因为fd_set其实只用了一个32位矢量来表示fd；现在, UNIX系统通常会在头文件<sys/select.h>中定义常量FD_SETSIZE， 它是数据类型fd_set的描述字数量，其值通常是1024，这样就能表示<1024的fd。 根据fd_set的位矢量实现，我们可以重新理解操作fd_set的四个宏： fd_set set; FD_ZERO(&set); FD_SET(0, &set); FD_CLR(4, &set); FD_ISSET(5, &set); */ FD_ZERO(&ReadSetFD); FD_SET(CommFd, &ReadSetFD); FD_SET( TtyFd, &ReadSetFD); # define max(x,y) ( ((x) >= (y)) ? (x) : (y) ) if (select(max(CommFd, TtyFd) + 1, &ReadSetFD, NULL, NULL, NULL) < 0) { 
    Error(strerror(errno)); //检测可读的文件的文件描述符的集合 } # undef max if (FD_ISSET(CommFd, &ReadSetFD)) { 
    /* int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) 　　 宏说明：在调用select()函数后，用FD_ISSET来检测fdset中文件fd有无发生变化 */ while (read(CommFd, &Char, 1) == 1) { 
    WaitFdWriteable(TtyFd); //监控TtyFd这个文件描述符中是否有数据发生变化 //这个函数在上面有定义 //　ssize_t write (int fd,const void * buf,size_t count); //write()会把参数buf所指的内存写入count个字节到参数fd所指的文件内。 //当然，文件读写位置也会随之移动。 if (write(TtyFd, &Char, 1) < 0) { 
    Error(strerror(errno)); } //如果用到了-O的属性 OutputTostdout 就会变成1就会输出下面的信息 if (OutputToStdout) { 
    if (UseColor) fwrite("\x1b[01;34m", 1, 8, stdout); OutputStdChar(stdout); if (UseColor) fwrite("\x1b[00m", 1, 8, stdout); fflush(stdout); } } } if (FD_ISSET(TtyFd, &ReadSetFD)) { 
    while (read(TtyFd, &Char, 1) == 1) { 
    static int EscKeyCount = 0; WaitFdWriteable(CommFd); if (write(CommFd, &Char, 1) < 0) { 
    Error(strerror(errno)); } if (OutputToStdout) { 
    if (UseColor) fwrite("\x1b[01;31m", 1, 8, stderr); OutputStdChar(stderr); if (UseColor) fwrite("\x1b[00m", 1, 8, stderr); fflush(stderr); } if (Char == '\x1b') { 
    EscKeyCount ++; if (EscKeyCount >= 3) goto ExitLabel; // 跳出到退出label } else EscKeyCount = 0; } } } ExitLabel: if (tcsetattr(TtyFd, TCSANOW, &BackupTtyAttr) < 0) Error("Unable to set tty"); return 0; } 

另一种解析

/* 文件: comtest.c 描述: 以串口通讯的测试程序 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ / #ifdef HAVE_CONFIG_H #include <config.h> #endif #include <stdio.h> /*标准输入输出定义*/ #include <stdlib.h> /*标准函数库定义*/ #include <termio.h> /*PPSIX 终端控制定义*/ #include <unistd.h>/*Unix 标准函数定义，使用exit()*/ #include <fcntl.h>/*文件控制定义*/ #include <getopt.h>/*参数提取定义*/ #include <time.h> #include <errno.h>/*错误号定义*/ #include <string.h> #include <assert.h> int OutputHex = 0;//是否以十六进制发送。OutputHex为1时，以十六进制发送；为0，以字符串方式发送 int OutputToStdout = 0;//是否将消息同样发送一份到标准输出。为1时，发送；为0，不发送 int UseColor = 0; //是否使用颜色。为1时，使用颜色；为0，不使用颜色。 struct termios BackupTtyAttr;//终端属性的备份 int IsWrite=0; static void Error(const char *Msg) { 
    fprintf (stderr, "%s\n", Msg); fprintf (stderr, "strerror() is %s\n", strerror(errno)); exit(EXIT_FAILURE); } static void Warning(const char *Msg) { 
    fprintf (stderr, "Warning: %s\n", Msg); } static int SerialSpeed(const char *SpeedString) { 
    int SpeedNumber = atoi(SpeedString); # define TestSpeed(Speed) if (SpeedNumber == Speed) return BSpeed TestSpeed(1200); TestSpeed(2400); TestSpeed(4800); TestSpeed(9600); TestSpeed(19200); TestSpeed(38400); TestSpeed(57600); TestSpeed(); TestSpeed(); Error("Bad speed"); return -1; } / *@brief 打印错误信息 */ static void PrintUsage(void) { 
    fprintf(stderr, "comtest - interactive program of comm port\n"); fprintf(stderr, "press [ESC] 3 times to quit\n\n"); fprintf(stderr, "Usage: comtest [-d device] [-t tty] [-s speed] [-7] [-c] [-x] [-o] [-h]\n"); fprintf(stderr, " -7 7 bit\n"); fprintf(stderr, " -x hex mode\n"); fprintf(stderr, " -o output to stdout too\n"); fprintf(stderr, " -c stdout output use color\n"); fprintf(stderr, " -h print this help\n"); exit(-1); } /* 函数: WaitFdWriteable, 等待文件可写 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 参数: Fd 文件描述符 返回: void 函数说明：使用inline标识符，防止因为函数频繁的调用占用大量的栈空间 日期: 2013.06.19 / static inline void WaitFdWriteable(int Fd) { 
    fd_set WriteSetFD; //定义可写的设备集合 FD_ZERO(&WriteSetFD);//将可写的设备集合清空 FD_SET(Fd, &WriteSetFD);//将fd添加到可写的设备集合中 //select函数原型： int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout); //值得说明的是：int maxfdp是一个整数值，是指需要测试的文件描述符的数目，测试的描述符范围从0到nfds-1.即所有文件描述符的最大值加1，不能错！ if (select(Fd + 1, NULL, &WriteSetFD, NULL, NULL) < 0) { 
   //判断是否有可写的设备，如果没有就一直阻塞，这里没有设置超时，如果没有可写的，会一直阻塞下去 //select函数中readfds、errorfds描述符集合都为空，表示不进行测试 Error(strerror(errno)); } } void setAttrByArgvs(){ 
    } /* 函数: OutputStdChar, 打开一个串口 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 参数: FILE *File 文件描述符 int OutputHex,是否以十六进制发送。OutputHex为1时，以十六进制发送；为0，以字符串方式发送 unsigned char aCharToSend将要发送的字符 返回: void 日期: 2013.06.19 / void OutputStdChar(FILE *File,int OutputHex,unsigned char aCharToSend) { 
   //向设备写数据 char Buffer[10]; int Len = sprintf(Buffer, OutputHex ? "%.2X " : "%c", aCharToSend);//%.2X表示输出01,02样式的十六进制数 // int Len = sprintf(Buffer, 0x01);//%.2X表示输出01,02样式的十六进制数 fwrite(Buffer, 1, Len, File); } /* 函数: SetFD, 设置文件描述符 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 参数:int argc char argv int * CommFd 串口文件描述符 int * TtyFd 终端文件描述符 返回: void 函数说明： 本函数通过对main函数的argc、argv进行参数的提取，实现对串口文件描述符（CommFd）和终 端文件描述符TtyFd的设置 日期: 2013.06.19 / void SetFD(int argc, char **argv,int * CommFd,int * TtyFd){ 
    struct termios TtyAttr; //终端属性 int DeviceSpeed = B2400; //串口波特率 int TtySpeed = B2400; //终端波特率 int ByteBits = CS8; //数据位：8位 const char *DeviceName = "/dev/ttySAC1";//串口设备名 const char *TtyName = "/dev/tty"; //终端设备名,防止重要的信息被用户重定向 opterr = 0; printf("init........\n"); //通过Argc和Argv设置必要的参数 for (;;) { 
    int c = getopt(argc, argv, "d:s:t:7xoch");//利用getopt将argv参数一个个提取出来 if (c == -1) break; switch(c) { 
    case 'd'://设置串口的名称 DeviceName = optarg; break; case 't'://设置终端的名称 TtyName = optarg; break; case 's'://设置比特率 if (optarg[0] == 'd') { 
   //设置串口的波特率 DeviceSpeed = SerialSpeed(optarg + 1); } else if (optarg[0] == 't') { 
   //设置终端的波特率 TtySpeed = SerialSpeed(optarg + 1); } else TtySpeed = DeviceSpeed = SerialSpeed(optarg);//如果没有带d或t，直接将两个设备的波特率设置成相同的 break; case 'o'://设置同时将消息向标准输出（stdout）输出 OutputToStdout = 1; break; case '7'://设置数据位为7位 ByteBits = CS7; break; case 'x': OutputHex = 1;//以十六进制输出  printf("OutputHex = 1\n"); break; case 'c'://使用颜色标记 UseColor = 1; break; case '?': case 'h': default: PrintUsage();//输出main参数的说明 } }//end of for(;;) printf("end of getopt\n"); if (optind != argc)//判断参数是否符合要求 PrintUsage(); //输出main参数的说明 *CommFd = open(DeviceName, O_RDWR, 0);//以读写的方式打开  if (*CommFd < 0) Error("Unable to open device");//不能打开设备 if (fcntl(*CommFd, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0)//设置文件访问模式为非阻塞 Error("Unable set to NONBLOCK mode"); //不能使用NONBLOCK模式 memset(&TtyAttr, 0, sizeof(struct termios)); TtyAttr.c_iflag = IGNPAR;//忽略输入行中的中止状态 TtyAttr.c_cflag = DeviceSpeed | HUPCL | ByteBits | CREAD | CLOCAL;//DeviceSpeed: //HUPCL:关闭时挂断调制解调器；CREAD：启用字符接收器；CLOCAL:忽略所有调制解调器的状态行 TtyAttr.c_cc[VMIN] = 1;//设置MIN值，read调用将一直等待，直到有MIN个字符可读的时候才返回，返回是读取的字符数量。到达文件结尾的时候返回0 if (tcsetattr(*CommFd, TCSANOW, &TtyAttr) < 0)//立即对属性进行修改，不等当前输出完成 Warning("Unable to set comm port"); *TtyFd = open(TtyName, O_RDWR | O_NDELAY, 0);//只有在CTEAT模式下，才需要第三个参数，这边的第三个参数是没有作用的。 if (*TtyFd < 0) Error("Unable to open tty"); TtyAttr.c_cflag = TtySpeed | HUPCL | ByteBits | CREAD | CLOCAL; if (tcgetattr(*TtyFd, &BackupTtyAttr) < 0)//将当前Tty的属性备份在BackupTtyAttr，以便在程序退出时还原Tty的设置 Error("Unable to get tty"); if (tcsetattr(*TtyFd, TCSANOW, &TtyAttr) < 0) Error("Unable to set tty"); } /* 函数: OutputCharUseColor 输出带颜色的字符 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 参数:char * colorCode 颜色代码 unsigned char aChar 要输出的字符 返回: void 日期: 2013.06.19 / void OutputCharUseColor(char * colorCode,unsigned char aChar){ 
    if (OutputToStdout) { 
    //同时向标准输出写消息 if (UseColor) fwrite(colorCode, 1, 8, stdout); OutputStdChar(stdout,OutputHex,aChar); if (UseColor) fwrite("\x1b[00m", 1, 8, stdout); fflush(stdout);//将stdout缓冲区中的数据立即输出，即在屏幕上显示 } } int uart_pthread(int argc, char **argv) { 
    printf("into main\n"); int SendBufferIndex=0; char * SendBuffer=(char *)malloc(sizeof(char)*20);//发送缓存 / TtyFD是为了防止与用户交互的信息被重定向，而没有在屏幕上显示。使用TtyFd可以直接将 不想被重定向的信息直接向用户终端（屏幕）输出。 / int CommFd, TtyFd; //串口、终端描述符 SetFD( argc, argv,&CommFd,&TtyFd); for (;;) { 
    unsigned char aCharToSend = 0; fd_set ReadSetFD; //可读设备集合 FD_ZERO(&ReadSetFD); //清空可读设备集合 FD_SET(CommFd, &ReadSetFD);//将串口加入可读设备集合 FD_SET( TtyFd, &ReadSetFD);//将终端加入可读设备集合 # define max(x,y) ( ((x) >= (y)) ? (x) : (y) )//最大值函数，返回两个数中较大的数 if (select(max(CommFd, TtyFd) + 1, &ReadSetFD, NULL, NULL, NULL) < 0) { 
   //同时测试串口和终端是否可读 Error(strerror(errno)); } # undef max if (FD_ISSET(CommFd, &ReadSetFD)) { 
   //判断串口是否可读 while (read(CommFd, &aCharToSend, 1) == 1) { 
   //从串口中读取一个char型，放在aCharToSend WaitFdWriteable(TtyFd);//会一直阻塞在这里，直到终端设备可写 if (write(TtyFd, &aCharToSend, 1) < 0) { 
   //向屏幕输出收到的字符 Error(strerror(errno)); //如果写入错误，输出错误信息 } OutputCharUseColor("\x1b[01;34m",aCharToSend); } } // printf("------INTO if (FD_ISSET(TtyFd, &ReadSetFD)) "); if (FD_ISSET(TtyFd, &ReadSetFD)) { 
    //判断终端是否可读 while (read(TtyFd, &aCharToSend, 1) == 1) { 
   //从终端中读取一个值 // fprintf(stderr,"\n------SendBufferIndex:%d ",SendBufferIndex); SendBuffer[SendBufferIndex++]=aCharToSend; // fprintf(stderr, "\nRead From Tty"); static int EscKeyCount = 0; //按下Esc的次数 OutputCharUseColor("\x1b[01;31m",aCharToSend); if (aCharToSend == '\r') { 
   //监测是否按下回车 SendBuffer[SendBufferIndex-1]='\0'; IsWrite=1; fprintf(stderr, "\x1b[01;34m you have enter :%s\n \x1b[00m",SendBuffer); // fprintf(stderr,"\n---11---IsWrite==%d ",IsWrite); } if(SendBufferIndex==19){ 
    SendBuffer[SendBufferIndex]='\0'; // fprintf(stderr, "you have enter :%s\n",SendBuffer); IsWrite=1; } if(IsWrite==1){ 
    // fprintf(stderr,"\n------WaitFdWriteable "); WaitFdWriteable(CommFd); if (write(CommFd, SendBuffer, SendBufferIndex) < 0) { 
    Error(strerror(errno)); } IsWrite=0; SendBufferIndex=0; } if (aCharToSend == '\x1b') { 
   //监测是否按下Esc fprintf(stderr, "EscKeyPressed\x1b\n"); EscKeyCount ++; if (EscKeyCount >= 3) goto ExitLabel; }else{ 
    EscKeyCount = 0; } // fprintf(stderr,"\n---22---IsWrite==%d ",IsWrite); } } }//end of for (;;) ExitLabel: free(SendBuffer); if (tcsetattr(TtyFd, TCSANOW, &BackupTtyAttr) < 0)//恢复之前终端的设置 Error("Unable to set tty"); return 0; } ​