linux 串口编程 阻塞
Linux串口编程中的阻塞是指在进行串口通信时，程序会等待直到某个条件满足才会继续执行。阻塞操作通常用于同步I/O操作，即程序在执行I/O操作时会暂停，直到操作完成。
基础概念
- 串口（Serial Port）：一种串行通信接口，用于设备之间的数据传输。
- 阻塞I/O：当程序调用一个I/O操作时，如果该操作不能立即完成，程序会进入等待状态，直到操作完成。
相关优势
- 简单易用：阻塞I/O编程模型相对简单，易于理解和实现。
- 实时性：对于需要实时响应的应用，阻塞I/O可以确保数据及时处理。
类型
- 完全阻塞：程序在等待I/O操作完成期间完全停止执行。
- 部分阻塞：程序在等待I/O操作完成期间可以执行其他非关键任务。
应用场景
- 嵌入式系统：在资源受限的环境中，阻塞I/O可以简化编程模型。
- 实时系统：需要确保数据及时处理的场景。
遇到的问题及原因
问题：程序在读取串口数据时长时间阻塞，无法响应其他事件。
原因：
- 没有设置超时：默认情况下，串口读取操作会一直阻塞，直到有数据到达。
- 数据传输不稳定：串口通信可能因为硬件问题或信号干扰导致数据传输不稳定。
解决方法
设置读取超时
通过设置超时时间，可以在指定时间内没有数据到达时退出阻塞状态。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
int main() {
int fd;
struct termios options;
// 打开串口设备
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1) {
perror("open_port: Unable to open /dev/ttyS0");
return -1;
}
// 获取当前串口配置
tcgetattr(fd, &options);
// 设置波特率
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);
// 设置数据位、停止位和校验位
options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
// 设置输入模式
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
// 设置输出模式
options.c_oflag &= ~OPOST;
// 应用配置
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
// 设置读取超时
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = 5; // 5秒超时
timeout.tv_usec = 0;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &timeout);
char buffer[256];
int n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (n > 0) {
buffer[n] = '\0';
printf("Received data: %s\n", buffer);
} else {
printf("Read timeout or error occurred.\n");
}
close(fd);
return 0;
}使用非阻塞I/O
通过设置串口为非阻塞模式，可以在没有数据到达时立即返回。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
int main() {
int fd;
struct termios options;
// 打开串口设备
fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1) {
perror("open_port: Unable to open /dev/ttyS0");
return -1;
}
// 获取当前串口配置
tcgetattr(fd, &options);
// 设置波特率
cfsetispeed(&options, B9600);
cfsetospeed(&options, B9600);
// 设置数据位、停止位和校验位
options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
// 设置输入模式
options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
// 设置输出模式
options.c_oflag &= ~OPOST;
// 设置非阻塞模式
options.c_cc[VTIME] = 0;
options.c_cc[VMIN] = 0;
// 应用配置
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
char buffer[256];
int n;
while (1) {
n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (n > 0) {
buffer[n] = '\0';
printf("Received data: %s\n", buffer);
} else if (n == -1 && errno == EAGAIN) {
// 没有数据到达，继续循环
usleep(100000); // 等待100毫秒
} else {
perror("read");
break;
}
}
close(fd);
return 0;
}通过上述方法，可以有效解决Linux串口编程中的阻塞问题，提高程序的响应性和稳定性。
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