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驅(qū)動開發(fā) -串口和串行總線
基本知識
一般情況下，設(shè)備間的通信方式可以劃分為串行通行方式和并行通信方式兩種。在linux字符設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分類方式下，該外設(shè)分類劃分于字符設(shè)備當(dāng)中。本章節(jié)主要指導(dǎo)基于LINUX驅(qū)動完成串口驅(qū)動開發(fā)并調(diào)用串口與USB接口與外設(shè)完成有效通信。
串行通信的分類
按照數(shù)據(jù)傳輸方向
按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚩梢詣澐譃?單工，半雙工和全雙工。單工通信允許數(shù)據(jù)在同一方向上進(jìn)行傳輸，半雙工則允許數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)窃谕粫r刻僅允許一個方向的數(shù)據(jù)傳輸嗎，不需要獨(dú)立的接收端和放松端，兩者可以合并使用相同端口。全雙工通信則包含兩個方向上的同時傳輸，全雙工通信是兩個半雙工的通信方式的拼接，從而完成的獨(dú)立接收端和發(fā)送端。
按照通信方式
而按照通信方式的不同，可以劃分為同步通信和異步通信兩種，同步通信是需要帶時鐘信號進(jìn)行互相時鐘同步從而解析電平信號的，如SPI，IIC，而異步通信是無需時鐘同步信號的，如UART等。
在同步通訊中，收發(fā)設(shè)備的上方會使用一根信號線傳輸信號，在時鐘信號的驅(qū)動下雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，通常會在收發(fā)兩端規(guī)定在時鐘信號的上升沿和下降沿對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣。
在異步通訊中，不適用時鐘信號進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，直接在數(shù)據(jù)信號中穿插一些用于數(shù)據(jù)同步的信號位，或通過指定數(shù)據(jù)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，以數(shù)據(jù)幀的方式傳輸數(shù)據(jù)，通訊中需要約束傳輸速率波特率，常見波特率有 4800 9600 115200等。
UART連接方式
存在兩個引腳：
- RX接收引腳
- TX發(fā)送引腳
在連接時如圖，兩個芯片的GND引腳共地。
按照電平標(biāo)準(zhǔn)
在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域通常描述串口按照電平標(biāo)準(zhǔn)劃分由USB設(shè)備，RS485，RS-422,D-USB接口為主流的差分電平信號，雙端電平信號包括LVDS，LVPECL等。另外一類是單片機(jī)上使用為主的單端信號，其傳輸電平標(biāo)準(zhǔn)為TTL，RS-232，CMOS等。普通單端信號無法連接差分信號，如上文中描述的Tx，Rx 傳輸?shù)腡TL電平信號無法連接LVDS信號，在使用時需要使用到轉(zhuǎn)換模塊。
本文中將會以講解USB接口在Linux驅(qū)動中的使用，以及一些單端信號的使用為主。
在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)使用的開發(fā)板上包括了RS-485和USB2.0，USB3.0接口。
單端信號 UART
單端UART全稱 通用異步收發(fā)傳輸器，是一種串行異步收發(fā)協(xié)議。UART的工作原理是將數(shù)據(jù)的二進(jìn)制格式數(shù)據(jù)幀一位一位進(jìn)行傳輸，在UART中使用TTL電平為主，在閾值電平以上規(guī)定為高電平1，閾值電平以下規(guī)定為低電平0.
關(guān)于串口傳輸速率： bps就是比特每秒，115200bps就是每秒傳輸115200比特（115200bit），1kb=1024bit。注意，大寫的B表示字節(jié)，1[Byte]=8bit。或者說1B=8b.所以115200bps=每秒112.5kb=每秒14.0625kB。
USB接口
USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行總線）的縮寫，是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與的連接和通訊。是應(yīng)用在[PC]領(lǐng)域的接口技術(shù)。
USB的電源線是5V，為USB設(shè)備提供最大500mA的電流，它與數(shù)據(jù)線上的電平無關(guān)，數(shù)據(jù)線是差分信號，通常D+和D-在+400mV~-400mV間變化,在傳統(tǒng)的單端（Single-ended）通信中，一條線路來傳輸一個比特位。高電平表示1，低電平表示0。倘若在數(shù)據(jù)傳輸過程中受到干擾，高低電平信號完全可能因此產(chǎn)生突破臨界值的大幅度擾動，一旦高電平或低電平信號超出臨界值，信號就會出錯。在差分傳輸電路中，輸出電平為正電壓時表示邏輯“1”，輸出負(fù)電壓時表示邏輯“0”，而輸出“0”電壓是沒有意義的，它既不代表“1”，也不代表“0”。而差分通信中，干擾信號會同時進(jìn)入相鄰的兩條信號線中，在信號接收端，兩個相同的干擾信號分別進(jìn)入差分放大器的兩個反相輸入端后，輸出電壓為0。所以說，差分信號技術(shù)對干擾信號具有很強(qiáng)的免疫力。對于串行傳輸來說，LVDS能夠低于外來干擾；而對于并行傳輸來說，LVDS可以不僅能夠抵御外來干擾，還能夠抵御數(shù)據(jù)傳輸線之間的串?dāng)_。因?yàn)樯鲜鲈颍瑢?shí)際電路中只要使用低壓差分信號（Low Voltage Differential Signal，LVDS），350mV左右的振幅便能滿足近距離傳輸?shù)囊蟆＜俣ㄘ?fù)載電阻為100Ω，采用LVDS方式傳輸數(shù)據(jù)時，如果雙絞線長度為10m，傳輸速率可達(dá)400 Mbps；當(dāng)電纜長度增加到20m時，速率降為100 Mbps；而當(dāng)電纜長度為100m時，速率只能達(dá)到10 Mbps左右。
串口驅(qū)動程序開發(fā)
基本串口驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)思路從底層機(jī)制大體有兩種一種是通過輪訓(xùn)機(jī)制，不斷訪問串口從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)，但是會導(dǎo)致cpu占用過高，第二種是使用中斷或者DMA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)串口的非實(shí)時讀取，但是可以保證cpu占用率低并且保證數(shù)據(jù)有效。
在上層應(yīng)用層開發(fā)過程中有串口通信協(xié)議，需要進(jìn)行校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位等需要進(jìn)行規(guī)定。
總體上開發(fā)過程分為四步：
- 制定設(shè)備間串口協(xié)議，波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位等。在開發(fā)驅(qū)動之前，需要確認(rèn)設(shè)備和設(shè)備之間所使用的串口通信協(xié)議，以便能夠正確地配置和初始化串口。
- 確認(rèn)串口的硬件信息，保證串口硬件相同，底層物理特性一致，如不一致需要通過CP2102等芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。同時還需要確認(rèn)單臺設(shè)備串口的物理接口、I/O地址、中斷號等。
- 編寫串口驅(qū)動程序，根據(jù)操作系統(tǒng)根據(jù)操作系統(tǒng)的要求，編寫對應(yīng)的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序需要包括串口的初始化、數(shù)據(jù)傳輸、中斷處理等功能。
- 測試和調(diào)試，完成驅(qū)動程序后完成驅(qū)動程序的編寫后，需要進(jìn)行測試和調(diào)試。首先完成常規(guī)調(diào)用代碼的實(shí)現(xiàn)，然后可以使用串口調(diào)試工具等工具對驅(qū)動程序進(jìn)行測試，確認(rèn)串口通信是否正常，數(shù)據(jù)是否正確傳輸?shù)取?/li>
通常使用數(shù)據(jù)協(xié)議表格可以簡單表示如下表
|
數(shù)據(jù)幀內(nèi)容 |
長度 |
功能 |
|
起始位 |
1位 |
標(biāo)志幀的起始 |
|
數(shù)據(jù)位 |
8位 （有時描述為9位） |
傳輸數(shù)據(jù) |
|
校驗(yàn)位 |
無校驗(yàn)（1位奇校驗(yàn)/偶校驗(yàn)） |
校驗(yàn)本幀數(shù)據(jù)正確性和完整性 |
|
停止位 |
1 （0.5 、1、 1.5、 2） |
標(biāo)志幀的結(jié)束 |
除了上述數(shù)據(jù)協(xié)議在通信雙方需要完全一致外，還需要保證數(shù)據(jù)的傳輸速率一致，即波特率一致，波特率（Baud rate）是一種衡量數(shù)字通信中數(shù)據(jù)傳輸速率的單位，通常以每秒鐘傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（bit per second，bps）為單位。它指的是在數(shù)字通信中每秒鐘傳輸?shù)姆枖?shù)，每個符號可以攜帶多個比特的信息。
在串行通信中，波特率是指在傳輸數(shù)據(jù)時，串行線路上數(shù)據(jù)變化的速率。例如，一個波特率為9600 bps的串行通信系統(tǒng)，可以在一秒鐘內(nèi)傳輸9600個符號，每個符號可以攜帶多個比特的信息。波特率是通過調(diào)整串行通信系統(tǒng)中時鐘信號的頻率來實(shí)現(xiàn)的。因此，波特率也可以理解為時鐘頻率的一種體現(xiàn)。和時鐘周期成倒數(shù)關(guān)系，總線時鐘周期越短，單位時間傳輸?shù)拇a元越多，串口波特率越高。
需要注意的是，波特率并不等同于數(shù)據(jù)傳輸速率（data rate），因?yàn)槊總€符號可以攜帶多個比特的信息。例如，一個波特率為9600 bps的串行通信系統(tǒng)，每個符號可以攜帶8個比特的信息，因此其數(shù)據(jù)傳輸速率為9600 bps × 8 = 76800 bps。
常見的有 115200,38400,9600,4800等。
使用外部中斷實(shí)現(xiàn)的基本思路和邏輯
常見的中斷在前面的講解中提到過包括定時器中斷，外部硬件中斷，系統(tǒng)異常中斷，系統(tǒng)調(diào)用中斷，信號中斷，NMI中斷，虛擬中斷等，本節(jié)討論的串口收發(fā)會涉及到的中斷類型包括接收中斷和空閑中斷。在大類上歸屬于外部硬件中斷。
使用LINUX依據(jù)空閑中斷和接收中斷實(shí)現(xiàn)串口收發(fā)的基本邏輯如下
打開串口操作會返回一個文件描述符，之后我們需要使用該文件描述符對串口進(jìn)行讀寫操作。配置串口參數(shù)的步驟會設(shè)置串口的輸入輸出波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位等參數(shù)，以保證通信的正確性和穩(wěn)定性。
接下來，串口硬件將接收到的數(shù)據(jù)存儲在接收緩沖區(qū)中，并向內(nèi)核發(fā)出中斷信號。中斷處理函數(shù)根據(jù)中斷類型（接收中斷或空閑中斷）選擇相應(yīng)的處理方式。接收中斷處理函數(shù)會將數(shù)據(jù)從接收緩沖區(qū)中讀取并存儲到tty緩沖區(qū)中，然后向應(yīng)用程序發(fā)送SIGIO信號通知有數(shù)據(jù)可讀。應(yīng)用程序監(jiān)聽SIGIO信號并從tty緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。空閑中斷處理函數(shù)類似，不同之處在于它不需要從接收緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，而是在空閑狀態(tài)下觸發(fā)中斷并向應(yīng)用程序發(fā)送SIGIO信號。
如果對比于STM32單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的邏輯可能更易于理解。
中斷處理函數(shù)的名稱不同：Linux使用的是irq函數(shù)，而STM32使用的是HAL_UART_IRQHandler函數(shù)。STM32的中斷處理函數(shù)包含了發(fā)送中斷和接收中斷，需要在處理函數(shù)內(nèi)部進(jìn)行區(qū)分，而Linux中的發(fā)送和接收分別有對應(yīng)的中斷處理函數(shù)。在Linux中，可以通過tty設(shè)備文件直接訪問串口，而STM32需要使用串口API進(jìn)行訪問和操作。STM32需要手動開啟和關(guān)閉中斷，而Linux的中斷處理函數(shù)會在內(nèi)核中自動啟動和停止。Linux中，數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送是由tty設(shè)備驅(qū)動完成的，而STM32需要在中斷處理函數(shù)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。兩者關(guān)鍵差異是LINUX使用內(nèi)核管理中斷函數(shù)的啟停。
以下給出一種示例程序可以根據(jù)需要進(jìn)行修改編譯合入內(nèi)核實(shí)現(xiàn)串口驅(qū)動。
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serial_core.h>
#include <linux/serial.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/tty_flip.h>
#define DRIVER_NAME "my_serial_driver"
static struct uart_driver my_uart_driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.driver_name = DRIVER_NAME,
.dev_name = "ttyMY", // 設(shè)備文件名，例如 /dev/ttyMY0
.major = 0, // 自動分配主設(shè)備號
.minor = 0, // 自動分配從設(shè)備號
.nr = 1, // 支持的最大串口數(shù)量
};
// 串口 probe 函數(shù)，用于初始化串口參數(shù)和注冊串口設(shè)備
static int my_serial_probe(struct uart_port *port)
{
// 設(shè)置串口參數(shù)
port->ops = &my_uart_driver.ops;
port->type = PORT_16550A;
port->iotype = UPIO_MEM;
port->ioport = 0x3f8; // 串口的 I/O 端口地址
port->irq = 4; // 串口的中斷號
port->flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
return uart_add_one_port(&my_uart_driver, port); // 注冊串口設(shè)備
}
// 串口 remove 函數(shù)，用于注銷串口設(shè)備
static void my_serial_remove(struct uart_port *port)
{
uart_remove_one_port(&my_uart_driver, port); // 注銷串口設(shè)備
}
// 串口操作函數(shù)表，這里只需要實(shí)現(xiàn) probe 和 remove 函數(shù)
static struct uart_ops my_uart_ops = {
.tx_empty = NULL,
.set_mctrl = NULL,
.get_mctrl = NULL,
.stop_tx = NULL,
.start_tx = NULL,
.send_xchar = NULL,
.stop_rx = NULL,
.enable_ms = NULL,
.break_ctl = NULL,
.startup = NULL,
.shutdown = NULL,
.flush_buffer = NULL,
.set_termIOS = NULL,
.type = NULL,
.release_port = NULL,
.request_port = NULL,
.config_port = NULL,
.verify_port = NULL,
.ioctl = NULL,
.send_xchar_locked = NULL,
};
// 模塊初始化函數(shù)，在這里注冊串口驅(qū)動
static int my_serial_init(void)
{
int ret = 0;
// 注冊串口驅(qū)動
ret = uart_register_driver(&my_uart_driver);
if (ret) {
printk(KERN_ERR "Failed to register UART drivern");
return ret;
}
// 設(shè)置串口操作函數(shù)表中的 probe 和 remove 函數(shù)
my_uart_ops.probe = my_serial_probe;
my_uart_ops.remove = my_serial_remove;
my_uart_driver.ops = my_uart_ops;
return ret;
}
// 模塊卸載函數(shù)，在這里注銷串口驅(qū)動
static void my_serial_exit(void)
{
uart_unregister_driver(&my_uart_driver);
}
module_init(my_serial_init);
module_exit(my_serial_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");驅(qū)動可以通過makefile編譯為.ko文件后通過insmod合入內(nèi)核。
常規(guī)驅(qū)動的調(diào)用方式
串口驅(qū)動程序在新的板卡上通常由廠家進(jìn)行設(shè)備樹適配和驅(qū)動開發(fā)，在實(shí)際使用案例當(dāng)中需要熟練掌握通過文件描述符合tty層調(diào)用串口驅(qū)動即可。以下展示串口驅(qū)動的調(diào)用方式
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#define DEVICE "/dev/ttyMY0"
int main()
{
int fd = 0;
struct termios tio;
char buf[256];
// 打開設(shè)備文件
fd = open(DEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd < 0) {
perror("open");
return -1;
}
// 設(shè)置串口參數(shù)
tcgetattr(fd, &tio);
tio.c_iflag = IGNBRK | IGNPAR;
tio.c_oflag = 0;
tio.c_cflag = CS8 | CREAD | CLOCAL;
tio.c_lflag = 0;
tio.c_cc[VTIME] = 0;
tio.c_cc[VMIN] = 1;
cfsetispeed(&tio, B9600);
cfsetospeed(&tio, B9600);
tcsetattr(fd, TCSANOW, &tio);
// 讀取串口數(shù)據(jù)
printf("Reading from serial port...n");
while (1) {
int n = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (n > 0) {
buf[n] = '';
printf("Received: %s", buf);
}
}
// 關(guān)閉設(shè)備文件
close(fd);
return 0;對于剛剛開發(fā)的驅(qū)動程序可以通過以上程序進(jìn)行簡單測試和驗(yàn)證。
實(shí)戰(zhàn)案例
接下來展示一種通過UnionPi Tiger開發(fā)板進(jìn)行串口數(shù)據(jù)收發(fā)的方案，基本思路是通過兩個線程分別控制串口的收發(fā)任務(wù)，將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再發(fā)送結(jié)果。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
//宏定義
#define OK 0
#define ERR (-1)
//靜態(tài)變量
static int fd1; // 串口設(shè)備文件描述符
static int fd2;
static int send_data; // 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)
// 從串口讀的線程
// 轉(zhuǎn)換波特率
speed_t conver_baudrate(int baudrate)
{
switch (baudrate) {
case 9600L:
return B9600;
case 19200L:
return B19200;
case 38400L:
return B38400;
case 115200L:
return B115200;
case 1152000L:
return B1152000;
default:
return 1152000L;
}
}
void set_baud(int fd, int baud)
{
int ret = ERR;
struct termios opt;
tcgetattr(fd, &opt); // tcgetattr用來獲取終端參數(shù)，將從終端獲得的信息fd，保存到opt結(jié)構(gòu)體中
tcflush(fd, TCIOFLUSH); // 刷清緩沖區(qū)
cfsetispeed(&opt, baud);
cfsetospeed(&opt, baud);
ret = tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt); // 設(shè)置終端參數(shù)到opt中，使之立即生效
if (ret == ERR) {
perror("tcsetattr fd");
exit(0);
}
tcflush(fd, TCIOFLUSH); // 刷清緩沖區(qū)
}
// 設(shè)置數(shù)據(jù)位
int setup_data_bits(int setup_databits, struct termios *options_databits)
{
if (options_databits == NULL) {
perror("setup_data_bits error");
return ERR;
}
switch (setup_databits) {
case 5L:
options_databits->c_cflag |= CS5;
break;
case 6L:
options_databits->c_cflag |= CS6;
break;
case 7L:
options_databits->c_cflag |= CS7;
break;
case 8L:
options_databits->c_cflag |= CS8;
break;
default:
return ERR;
}
return OK;
}
// 設(shè)置校驗(yàn)位
int set_params_parity(int setup_parity, struct termios *options_parity)
{
switch (setup_parity) {
case 'n':
case 'N': // 無奇偶校驗(yàn)位
options_parity->c_cflag &= ~PARENB; // Clear parity enable/
options_parity->c_iflag &= ~INPCK; // disable input parity checking/
break;
case 'o':
case 'O': // 設(shè)置為奇校驗(yàn)
options_parity->c_cflag |= (PARODD | PARENB); // odd parity checking
options_parity->c_iflag |= INPCK; // enable parity checking
break;
case 'e':
case 'E': // 設(shè)置為偶校驗(yàn)
options_parity->c_cflag |= PARENB; // Enable parity /
options_parity->c_cflag &= ~PARODD; // even parity/
options_parity->c_iflag |= INPCK; // enable parity checking /
break;
case 'M':
case 'm': // 標(biāo)記奇偶校驗(yàn)
options_parity->c_cflag |= PARENB | CMSPAR | PARODD;
options_parity->c_iflag |= INPCK; // enable parity checking /
break;
case 'S':
case 's': // 設(shè)置為空格
options_parity->c_cflag |= PARENB | CMSPAR;
options_parity->c_cflag &= ~PARODD;
options_parity->c_iflag |= INPCK; // enable parity checking /
break;
default:
return ERR;
}
return OK;
}
// 設(shè)置校驗(yàn)位
int set_params(int fd, int databits, int stopbits, int parity)
{
struct termios options;
int ret = ERR;
if (tcgetattr(fd, &options) != 0) {
perror("tcgetattr failn");
return ERR;
}
options.c_iflag = 0;
options.c_oflag = 0;
// setup data bits
options.c_cflag &= ~CSIZE;
ret = setup_data_bits(databits, &options);
if (ret == ERR) {
return ERR;
}
// parity
ret = set_params_parity(parity, &options);
if (ret == ERR) {
return ERR;
}
// stop bits/
switch (stopbits) {
case 1:
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
break;
case 2L:
options.c_cflag |= CSTOPB;
break;
default:
return ERR;
}
// 請求發(fā)送和清除發(fā)送
options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
options.c_lflag = 0;
options.c_cc[VTIME] = 10L;
options.c_cc[VMIN] = 1;
tcflush(fd, TCIFLUSH);
if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) {
return ERR;
}
return OK;
}
// 設(shè)置波特率
int uart_init(int fd, int uartBaud)
{
set_baud(fd, conver_baudrate(uartBaud));
// uart param /
if (set_params(fd, 8L, 1, 'n')) {
perror("set uart parameters failn");
return ERR;
}
return OK;
}
int data_proce(recv){
if(recv=="hello_world"){
send_data=1;
return 1;
}
else{
send_data =0;
return 0;
}
}
void *_serial_output_task(void){
pthread_detach(pthread_self());
int ret;
ret=write(fd2,(unsigned char *) send_data,1);
if(ret>0)
printf("send success");
else {
printf("send error");
}
usleep(10000);
}
void *_serial_input_task(void)
{
int i = 0;
int ret = ERR; // 函數(shù)返回值
int buf = 0; // 用于保存讀取到的字節(jié)
int recv[FRAME_LEN] = {0}; // 用于保存接收到的數(shù)據(jù)
while (1) {
// 讀取一幀數(shù)據(jù)
for (i = 0; i < FRAME_LEN; i++) {
ret = read(fd1, &buf, 1); // 讀取一個字節(jié)
if (ret == ERR) {
perror("read errorn");
exit(0);
}
recv[i] = buf; // 保存讀取到的字節(jié)
}
// 處理接收到的數(shù)據(jù)
ret = data_proce(recv);
if (ret == ERR) {
perror("data process errorn");
exit(0);
}
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
char *uart_dev ="ttyUSB1"; // 串口設(shè)備文件路徑
char *uart_dev_t = "ttyUSB2"; // 串口設(shè)備文件路徑
int ret1 = ERR; // 函數(shù)返回值
// 打開串口設(shè)備文件
fd1 = open(uart_dev, O_RDWR);
fd2= open(uart_dev_t,O_RDWR);
if (fd2== ERR) {
perror("open file failn");
return ERR;
}
if (fd1 == ERR) {
perror("open file failn");
return ERR;
}
// 初始化串口
ret1 = uart_init(fd1, 9600L);
ret2 = uart_init(fd2,9600L);
if (ret1 == ERR) {
perror("uart init errorn");
return ERR;
}
if (ret2 == ERR) {
perror("uart_t init errorn");
return ERR;
}
// 創(chuàng)建線程，一直執(zhí)行讀串口的操作
pthread_t pid_t;
pthread_create(&pid_t, NULL, (void *)_serial_input_task, 0);
pthread_create(&pid_t, NULL, (void *)_serial_output_task, 0);
while (1) {
sleep(10L); // 主線程等待
}
close(fd1); // 關(guān)閉串口設(shè)備文件
return 0;
}在上述代碼中實(shí)現(xiàn)了接收端對于發(fā)送端發(fā)送信息的校驗(yàn)，主要流程為通過接受線程收取到來自ttyUSB1的數(shù)據(jù)后進(jìn)入recv_proc()函數(shù)進(jìn)行判斷，如果收到的數(shù)據(jù)是“helloworld"則將需要發(fā)出的值send_data 設(shè)置未1，若不是則設(shè)置為0，最后通過發(fā)送線程發(fā)送出去。
在整個流程中核心操作為對文件操作符fd的操作。
總結(jié)和一些思考
串口驅(qū)動開發(fā)是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的一個基本任務(wù)，需要掌握底層硬件編程和Linux內(nèi)核編程知識，硬件配置，驅(qū)動框架的選擇，設(shè)備樹的配置，內(nèi)核模塊的開發(fā)，都是其中的重要任務(wù)，需要每一個步驟都充分了解仔細(xì)設(shè)計(jì)，才能得到最終的有效結(jié)果。
在串口操作中需要進(jìn)行復(fù)雜配置，而對于大部分的設(shè)備開發(fā)而言，有不同類型的接口，接口又有著不同的型號和數(shù)據(jù)協(xié)議，給開發(fā)以及使用帶來了非常多的不便捷性，開源鴻蒙以及鴻蒙操作系統(tǒng)帶來的可能性之一是分布式軟總線，在之后的設(shè)備中只需要部署分布式軟總線子系統(tǒng)，只需要專注于本地算法和設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)，對于多個數(shù)據(jù)接口的適配不需要那么關(guān)注，這對于硬件和設(shè)備開發(fā)是一大變革。我們都將對此拭目以待，對鴻蒙系統(tǒng)的研究是十分值得的。從長遠(yuǎn)來看，分布式軟總線將進(jìn)一步促進(jìn)設(shè)備開發(fā)的進(jìn)步和發(fā)展。未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能制造等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，越來越多的設(shè)備將需要互相連接和通信，分布式軟總線將成為設(shè)備之間通信的主要方式之一。甚至期待有一天可以取代傳統(tǒng)的串口開發(fā)等工作，只需要適配分布式軟總線子系統(tǒng)即可。
