嵌入式 Linux 系统工程 065：UART、termios 与串口使用

第 65 / 120 课 · 常见外设的 Linux 用法。返回课程合集。

机制与资源关系

串口 fd 的行为受 termios 控制，规范模式可能等待换行，回显和字符转换会修改字节流。二进制协议通常需要明确原始模式、波特率、字长、校验、停止位和流控。

UART、termios 与串口使用的观察路径

实际用法与观察入口

以下是操作说明；先确认执行环境、工具帮助和目标对象。设备名、PID、地址及项目名示例需要按实际替换，不能将整段命令当通用板端脚本执行。

1
2
3

# 替换成已确认的串口；仅查看属性
stty -F /dev/ttyS1 -a
ls -l /dev/ttyS1

输出解读与排查顺序

先确认端口没被控制台或其他进程占用。VMIN、VTIME 与非阻塞模式的组合影响读取；协议层仍要处理拆包、粘包和校验。发送测试会影响外设，不能对未知设备随意写数据。

情境推演

二进制报文含 0x0a 却被转换或等待整行，先检查规范模式和输入输出标志。伪终端可复现这类用户态设置，物理乱码仍需额外检查串口参数与电平。

练习与参考分析

用本课伪终端实验验证原始字节收发，无需真实串口。参考结论：PTY 验证 termios 和应用读写，不验证物理波特率、RS-485 方向或电气质量。

独立实验包

主机 Linux 的有界 C 实验；不访问真实外设，不代表板端时序或性能。默认入口、源文件和实际运行记录都在下载包中。

实验：UART、termios 与串口使用

查看完整代码：main.c

#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

#define CHECK(x) do { if (!(x)) { fprintf(stderr, "check failed: %s at line %d (errno=%d)\n", #x, __LINE__, errno); exit(EXIT_FAILURE); } } while (0)

#include <termios.h>
#include <poll.h>
int main(void) {
    int master=posix_openpt(O_RDWR | O_NOCTTY); CHECK(master >= 0);
    CHECK(grantpt(master) == 0 && unlockpt(master) == 0);
    char *name=ptsname(master); CHECK(name != NULL);
    int slave=open(name,O_RDWR | O_NOCTTY); CHECK(slave >= 0);
    struct termios options; CHECK(tcgetattr(slave,&options) == 0);
    cfmakeraw(&options); CHECK(tcsetattr(slave,TCSANOW,&options) == 0);
    const unsigned char input[]={0,0x0a,0x7f,0xff};
    CHECK(write(master,input,sizeof(input)) == (ssize_t)sizeof(input));
    unsigned char output[sizeof(input)]; size_t offset=0;
    while (offset < sizeof(output)) {
        struct pollfd watch={.fd=slave,.events=POLLIN};
        CHECK(poll(&watch,1,1000) == 1 && (watch.revents & POLLIN));
        ssize_t n=read(slave,output+offset,sizeof(output)-offset);
        CHECK(n > 0); offset+=(size_t)n;
    }
    CHECK(memcmp(input,output,sizeof(input)) == 0);
    CHECK(close(slave) == 0 && close(master) == 0);
    puts("PTY raw bytes preserved: 00 0a 7f ff; no electrical UART test");
    return 0;
}

下载代码

在项目根目录执行；下载包解压后，在解压目录执行 sh run.sh。

cd 'content/posts/驱动、bootloader、文件系统/嵌入式Linux系统工程/065-UART、termios 与串口使用/code' && sh run.sh

官方资料与版本边界

本课参考资料

内核、工具和厂商 BSP 的支持范围需分别核对。参考资料可能对应较新版本；不要据此推定旧 BSP 支持所有接口。