dql2016 发表于 2021-12-15 20:06

【米尔MYD-YA15XC-T评测】+ epoll串口通信

<div class='showpostmsg'> 本帖最后由 dql2016 于 2021-12-15 20:09 编辑

<p>串口是嵌入式系统中最常用的接口之一,系统终端通常都是串口。除了终端功能之外,实际应用中,Linux系统也经常通过串口与其它设备进行通信和数据传递,如232、485等接口传感器通常底层都是串口。在Linux下的串口编程不像微控制器上那么简单。本帖以米尔MYD-YA15XC-T为例,实现串口基本操作、串口属性设置、如串口数据读写。米尔MYD-YA15XC-T开发板扩展排针接口引出了串口3供我们使用。位置如下图所示:</p>

<p></p>

<p>终端使用<span style="color:#2ecc71;"><strong>ls /dev/tty*</strong></span>命令查看设备文件:</p>

<p>Linux的串口表现为设备文件,Linux的串口设备文件命名一般为<strong><em><span style="color:#2ecc71;">/dev/tty*</span></em></strong>,米尔MYD-YA15XC-T开发板串口设备命名为<strong><span style="color:#2ecc71;"><em>/dev/ttySTM*</em></span></strong>。</p>

<p>可以看到串口3对应的设备文件是<strong><span style="color:#2ecc71;"><em>/dev/ttySTM3</em></span></strong>,使用一个TTL串口调试助手连接到串口3:<br />
</p>

<p>首先使用echo命令测试发送数据,可以看到串口3收到了数据:<br />
</p>

<p>接下来通过编写代码的方式实现串口的数据收发。</p>

<p>&nbsp;</p>

<p>首先配置网络,因为后面拷贝文件到开发板需要用到。<br />
</p>

<p>&nbsp;</p>

<p>在编写Linux串口的C程序代码时,需要包含termios.h头文件。主要流程为:</p>

<h4 id="h4-u6253u5F00u4E32u53E3">打开串口:用open()函数打开它所对应的设备文件。</h4>

<h4 id="h4-u5173u95EDu4E32u53E3">关闭串口:用close()函数关闭串口。</h4>

<h4 id="h4-u53D1u9001u6570u636E">发送数据:使用write()函数可以发送数据。</h4>

<h4 id="h4-u8BFBu53D6u6570u636E">读取数据:使用read()函数可以读取接收到的数据。</h4>

<p>此外,如果对串口属性进行设置需要包含&lt;termios.h&gt;头文件,该文件包含了POSIX终端属性描述结构struct termios。</p>

<p>完整的代码如下所示:</p>

<pre>
<code class="language-cpp">#include &lt;iostream&gt;

using namespace std;

#include &lt;sys/epoll.h&gt;
#include &lt;sys/types.h&gt;
#include &lt;sys/stat.h&gt;
#include &lt;fcntl.h&gt;
#include &lt;unistd.h&gt;
#include &lt;termios.h&gt;
#include &lt;string.h&gt;

#include &lt;chrono&gt;
#include &lt;thread&gt;   

class MySerial
{
private:
    int fd = -1;
    string serial_dev;
    int serial_baudrate;
    string serial_parity;
    int serial_databits;
    int serial_stopbits;
    void* (*rx_cb_fun)(void*);

    int epfd;
    struct epoll_event event;        // 告诉内核要监听什么事件
    struct epoll_event wait_event;
public:
    MySerial(string serial_dev, int serial_baudrate, string serial_parity, int serial_databits, int serial_stopbits,void* (*rx_cb_fun)(void*))
    {
       this-&gt; serial_dev= serial_dev;
      this-&gt; serial_baudrate= serial_baudrate;
      this-&gt; serial_parity= serial_parity;
      this-&gt; serial_databits= serial_databits;
      this-&gt; serial_stopbits= serial_stopbits;

      this-&gt;rx_cb_fun = rx_cb_fun;

      epfd = epoll_create(10); // 创建一个 epoll 的句柄,参数要大于 0, 没有太大意义

      if( -1 == epfd )
      {
            perror ("epoll_create");
      }

    };
    int OpenSerial()
    {
      struct termios tios;
      int speed;
      fd = open(serial_dev.c_str(), O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY | O_EXCL);
      if (fd &lt; 0)
      {
            perror("open");
      }
      memset(&amp;tios, 0, sizeof(struct termios));
      switch (serial_baudrate)
      {
            case 50:
                speed = B50;
                break;
            case 75:
                speed = B75;
                break;
            case 110:
                speed = B110;
                break;
            case 134:
                speed = B134;
                break;
            case 150:
                speed = B150;
                break;
            case 200:
                speed = B200;
                break;
            case 300:
                speed = B300;
                break;
            case 600:
                speed = B600;
                break;
            case 1200:
                speed = B1200;
                break;
            case 1800:
                speed = B1800;
                break;
            case 2400:
                speed = B2400;
                break;
            case 4800:
                speed = B4800;
                break;
            case 9600:
                speed = B9600;
                break;
            case 19200:
                speed = B19200;
                break;
            case 38400:
                speed = B38400;
                break;
            case 57600:
                speed = B57600;
                break;
            case 115200:
                speed = B115200;
                break;
            case 230400:
                speed = B230400;
                break;
            case 460800:
                speed = B460800;
                break;
            case 500000:
                speed = B500000;
                break;
            case 576000:
                speed = B576000;
                break;
            case 921600:
                speed = B921600;
                break;
            case 1000000:
                speed = B1000000;
                break;
            case 1152000:
                speed = B1152000;
                break;
            case 1500000:
                speed = B1500000;
                break;
            case 2000000:
                speed = B2000000;
                break;
            case 2500000:
                speed = B2500000;
                break;
            case 3000000:
                speed = B3000000;
                break;
            case 3500000:
                speed = B3500000;
                break;
            case 4000000:
                speed = B4000000;
                break;
            default:
                speed = B9600;
                break;
      }
      if ((cfsetispeed(&amp;tios, speed) &lt; 0) || (cfsetospeed(&amp;tios, speed) &lt; 0))
      {
            close(fd);
            fd = -1;
            perror("cfsetispeed or cfsetospeed");
      }
      tios.c_cflag |= (CREAD | CLOCAL);
      tios.c_cflag &amp;= ~CSIZE;
      switch (serial_databits)
      {
            case 5:
                tios.c_cflag |= CS5;
                break;
            case 6:
                tios.c_cflag |= CS6;
                break;
            case 7:
                tios.c_cflag |= CS7;
                break;
            case 8:
            default:
                tios.c_cflag |= CS8;
                break;
      }
      if (serial_stopbits == 1)
      {
            tios.c_cflag &amp;= ~CSTOPB;
      }
      else
      {
            tios.c_cflag |= CSTOPB;
      }
      if (serial_parity == "none")
      {
            tios.c_cflag &amp;= ~PARENB;
      }
      else if (serial_parity == "even")
      {
            tios.c_cflag |= PARENB;
            tios.c_cflag &amp;= ~PARODD;
      }
      else if (serial_parity == "odd")
      {
            tios.c_cflag |= PARENB;
            tios.c_cflag |= PARODD;
      }
      tios.c_lflag &amp;= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
      if (serial_parity == "none")
      {
            tios.c_iflag &amp;= ~INPCK;
      }
      else
      {
            tios.c_iflag |= INPCK;
      }
      tios.c_iflag &amp;= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
      tios.c_oflag &amp;= ~OPOST;
      tios.c_cc = 0;
      tios.c_cc = 0;
      if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &amp;tios) &lt; 0)
      {
            close(fd);
            fd = -1;
            perror("tcsetattr");
      }

      event.data.fd = fd;         // 串口描述符
      event.events = EPOLLIN; // 表示对应的文件描述符可以读
      // 事件注册函数,将描述符fd加入监听事件
      int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &amp;event);
      if(-1 == ret)
      {
            perror("epoll_ctl");
      }
      return fd;
    }

    void loop()
    {
      int ret;
            // 监视并等待多文件(串口)描述符的属性变化(是否可读)
            // 没有属性变化,这个函数会阻塞,直到有变化才往下执行,这里没有设置超时
            ret = epoll_wait(epfd, &amp;wait_event, 2, -1);
            if(ret == -1)// 出错
            {
                close(epfd);
                perror("epoll");
            }
            else if(ret &gt; 0)// 准备就绪的文件描述符
            {
                //char buf = {0};
                if((fd == wait_event.data.fd) &amp;&amp; (EPOLLIN == wait_event.events &amp; EPOLLIN))
                {
                  rx_cb_fun(&amp;fd);
                }
            }
            else if(0 == ret)
            {
                printf("time out\n");
            }
    }
    ~MySerial()
    {
      close(fd);
      close(epfd);
    }
};

void *SerialRxCB(void* arg)
{
    int fd = *(int*)arg;
    char buf;
    read(fd, &amp;buf, 1);
    printf("%c\n", buf);
    return NULL;
}

void thread_task(void* arg)
{
        int fd = *(int*)arg;
        while(1)
        {
                char tx_buf[]="hello eeworld &amp; mier";
                this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
                write (fd, tx_buf, sizeof(tx_buf));
        }
}

int main(int argc,char* argv[])
{
    MySerial *ps = new MySerial("/dev/ttySTM3",9600,"none",8,1,SerialRxCB);
    int ret = ps-&gt;OpenSerial();
    if(ret &lt; 0)
    {
      perror("open serial");
      return -1;
   }
   
    thread t(thread_task,&amp;ret);
    t.detach();
   
    while(1)
    {
      ps-&gt;loop();
    }
    return 0;
}
</code></pre>

<p>程序中使用到了epoll,类似单片机里面的中断,可以实现异步数据的接收,程序中还使用到了c++11的线程库,米尔提供的交叉编译器版本很新,完全支持c++11的各种特性。首先在虚拟机终端执行命令,这样交叉编译环境变量就在该终端生效了:</p>

<pre>
<code class="language-bash">. /opt/st/myir/3.1-snapshot/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi</code></pre>

<p>可以看到CXX环境变量:</p>

<p></p>

<p>然后执行命令进行程序的编译:</p>

<pre>
<code class="language-bash">$CXX stm32mp1_uart_test.cpp -o uart_test -lpthread</code></pre>

<p>c++11的线程库底层使用了pthread实现,因此需要加链接参数<span style="color:#2ecc71;"><em>-lpthread</em></span></p>

<p>交叉编译完成后,使用scp命令将程序拷贝到开发板上执行:</p>

<pre>
<code class="language-bash">scp qldeng@192.168.1.131:/home/qldeng/stm32mp1_uart_test/uart_test ./</code></pre>

<p>复制到板子上的效果:<br />
</p>

<p>最后看看实际效果吧:</p>

<p></p>
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                                                        var postHeight = getTextHeight(400);
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freebsder 发表于 2021-12-16 16:39

<p>串口读取等待休眠得驱动支持吧</p>

wangerxian 发表于 2021-12-17 10:38

<p>感觉还不错,代码给的比较全,是例程吗?</p>
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