盡管隨著技術的發展,高速網絡、USB、藍牙等新型通信方式層出不窮,但串口(尤其是RS-232、RS-485和RS-422)憑借其簡單、可靠、低成本的特點,在數據傳輸、設備調試、遠程監控等方面依然發揮著不可替代的作用
Linux操作系統,作為開源、靈活且強大的系統平臺,對串口通信的支持尤為出色
本文將深入探討Linux下的串口類型、配置方法、編程接口以及實戰應用,旨在幫助讀者深入理解并高效利用Linux串口資源
一、Linux串口類型概覽 在Linux系統中,串口設備通常被識別為TTY設備(Teletypewriter),這些設備文件位于`/dev`目錄下,如`/dev/ttyS0`、`/dev/ttyUSB0`等
根據物理接口標準和電氣特性的不同,Linux下的串口類型主要分為以下幾類: 1.RS-232串口: -特點:RS-232是最常見的串口標準,采用負邏輯電平(-12V至+12V表示邏輯0,+3V至+15V表示邏輯1),支持點對點通信,傳輸距離較短(一般不超過15米),最大速率可達20kbps(實際常用速率為9600bps)
-應用場景:常用于PC與外設(如調制解調器、打印機)之間的短距離連接
2.RS-485串口: -特點:RS-485是一種差分信號傳輸標準,采用平衡傳輸方式,能有效抑制共模干擾,支持多點通信(最多可達32個設備),傳輸距離遠(可達1200米),最大速率可達10Mbps
-應用場景:廣泛應用于工業現場總線、長距離數據傳輸、多設備網絡等
3.RS-422串口: -特點:RS-422與RS-485類似,也是差分信號傳輸,但支持全雙工通信,即同時發送和接收數據,傳輸距離和速率與RS-485相近
-應用場景:適用于需要全雙工通信的場合,如高端數據采集系統、遠程監控系統
4.USB轉串口(如PL2303、CP210x等): -特點:通過USB接口模擬串口功能,方便在沒有內置串口接口的現代計算機上使用
-應用場景:適用于連接舊式串口設備、開發調試等
二、Linux串口配置與管理 Linux提供了豐富的工具來配置和管理串口,主要包括`stty`、`setserial`、`modemmanager`等命令,以及通過修改系統配置文件(如`/etc/inittab`、`/etc/udev/rules.d/`下的規則文件)來實現自動配置
- stty:用于設置和顯示終端行參數,如波特率、字符大小、停止位、校驗位等
例如,設置波特率為9600:`stty -F /dev/ttyS0 9600`
- setserial:用于配置串口硬件參數,如IRQ、IO端口地址等
這對于一些特殊硬件的配置尤為關鍵
- udev規則:Linux的udev系統允許用戶定義設備節點的創建規則,可以基于設備屬性(如IDVendor、IDP