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在 Ubuntu 下通过 C APP程序实现串口发送数据并接收返回数据

news 2025/5/23 10:11:45

一、前言

使用 C 应用进行串口调用需要手动配置串口的各项参数，并且 Ubuntu 下的串口是通过读写文件实现的，所以还需要设置权限。

二、源码分析

serial.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>      // 文件控制定义（如 O_RDWR）
#include <unistd.h>     // Unix 标准函数（如 read/write）
#include <termios.h>    // 串口配置（波特率等）
#include <errno.h>      // 错误号定义static int fd;
#ifndef CRTSCTS
#define CRTSCTS 020000000000  /* Flow control.  八进制值，等同于 0x80000000*/
#endif
/*** @Description: 打开串口并返回文件描述符* @param {char} *device: 串口设备* @return {*} 成功返回 0，失败返回 -1*/
int open_serial_port(const char *device) {fd = open(device, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);if (fd == -1) {perror("无法打开串口设备");return -1;}// 恢复串口阻塞模式（等待数据）fcntl(fd, F_SETFL, 0);// 配置串口参数struct termios options;tcgetattr(fd, &options);// 设置波特率 115200 cfsetispeed(&options, B115200);cfsetospeed(&options, B115200);// 8N1（8数据位，无校验，1停止位）options.c_cflag &= ~PARENB;   // 无校验options.c_cflag &= ~CSTOPB;   // 1停止位options.c_cflag &= ~CSIZE;    // 清除数据位掩码options.c_cflag |= CS8;       // 8数据位// 启用接收，忽略 modem 控制线options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);// 关闭流控options.c_cflag &= ~CRTSCTS;  // 无硬件流控options.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);  // 无软件流控// 原始输入模式（不处理特殊字符）options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);// 原始数据(RAW)输出options.c_oflag &= ~OPOST;// 最小读取字符数和超时（单位：0.1秒）options.c_cc[VMIN] = 1;      // 至少读取1个字符options.c_cc[VTIME] = 10;    // 超时 1秒（10 * 0.1s）// 应用配置if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) {perror("串口配置失败");close(fd);return -1;}return 0;
}/*** @Description: 关闭串口* @return {*}*/
void close_serial_port(void) {close(fd);
}/*** @Description: 发送数据并接收返回* @param {unsigned char} *tx_data* @param {int} tx_len* @param {unsigned char} *rx_buf* @param {int} rx_buf_size* @return {*} 接收数据长度*/
int send_and_receive(const unsigned char *tx_data, int tx_len, unsigned char *rx_buf, int rx_buf_size) {// 发送数据int written = write(fd, tx_data, tx_len);if (written != tx_len) {perror("发送数据失败");return -1;}printf("已发送 %d 字节: ", written);for (int i = 0; i < written; i++) {printf("%02X ", tx_data[i]);}printf("\n");// 接收数据int received = read(fd, rx_buf, rx_buf_size);if (received < 0) {perror("接收数据失败");return -1;}// .* 表示精度（precision）由后面的参数动态指定（这里用 length 变量控制）printf("收到 %d 字节: ", received);printf("%.*s", received, rx_buf);printf("\n");return received;
}

这里有个地方需要注意，宏定义 CRTSCTS 硬件流控默认是关闭的，如果想要使用需要先启用 __USE_MISC 宏定义：

#ifdef __USE_MISC
# define CBAUD	 000000010017 /* Baud speed mask (not in POSIX).  */
# define CBAUDEX 000000010000 /* Extra baud speed mask, included in CBAUD.(not in POSIX).  */
# define CIBAUD	 002003600000 /* Input baud rate (not used).  */
# define CMSPAR  010000000000 /* Mark or space (stick) parity.  */
# define CRTSCTS 020000000000 /* Flow control.  */
#endif

在代码中显式定义 _GNU_SOURCE，这些特性测试宏会自动启用 __USE_MISC：

#define _GNU_SOURCE   // 或 #define _BSD_SOURCE

而我为了方便，直接在源文件进行了宏定义 CRTSCTS 硬件流控的定义：

#ifndef CRTSCTS
#define CRTSCTS 020000000000  /* Flow control.  八进制值，等同于 0x80000000*/
#endif

serial.h

#ifndef SERIAL_H
#define SERIAL_H#include <stdint.h>int open_serial_port(const char *device);
void close_serial_port(void);
int send_and_receive(const unsigned char *tx_data, int tx_len, unsigned char *rx_buf, int rx_buf_size);#endif