• Linux UART编程 驱动蓝牙芯片

    在熟悉了UART概念后，我们要学以致用，在Linux用起来来驱动起来蓝牙芯片！

    我们直接借用man来看下，命令如下： man termios

    1.头文件引用

    1. #include 
    2. #include

    2.串口打开关闭

    1. open(“/dev/ttyUSB0”, O_RDWR|O_NOCTTY);
    2. close(fd);

    Linux秉行一切皆文件的，所以打开关是用open,关闭串口使用close

    3.串口配置的重要结构体

    1. struct termios 
    2. {
    3.     tcflag_t c_iflag; /* input flags */
    4.     tcflag_t c_oflag; /* output flags */
    5.     tcflag_t c_cflag; /* control flags */
    6.     tcflag_t c_lflag; /* local flags */
    7.     cc_t c_cc[NCCS]; /* control characters */
    8. };

    下面我们来分别介绍下各个flag!

    3.1 c_iflag输入模式标志，控制终端输入方式

    在输入值传给程序之前控制其处理的方式

    • IGNBRK 忽略BREAK键输入
    • BRKINT 如果设置了IGNBRK，BREAK键的输入将被忽略，如果设置BRKINT ，将产生SIGINT中断
    • IGNPAR 忽略奇偶校验错误
    • PARMRK 标识奇偶校验错误
    • INPCK 允许输入奇偶校验
    • ISTRIP 去除字符的第8个比特
    • INLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）
    • IGNCR 忽略输入的回车
    • ICRNL 将输入的回车转化成换行（如果IGNCR未设置的情况下）
    • IUCLC 将输入的大写字符转换成小写字符（非POSIX）
    • IXON 允许输入时对XON/XOFF流进行控制
    • IXANY 输入任何字符将重启停止的输出
    • IXOFF 允许输入时对XON/XOFF流进行控制
    • IMAXBEL 当输入队列满的时候开始响铃，Linux在使用该参数而是认为该参数总是已经设置

    3.2 c_oflag输出模式标志，控制终端输出方式

    负责控制输出字元的处理方式

    • OPOST 处理后输出
    • OLCUC 将输入的小写字符转换成大写字符（非POSIX）
    • ONLCR 将输入的NL（换行）转换成CR（回车）及NL（换行）
    • OCRNL 将输入的CR（回车）转换成NL（换行）
    • ONOCR 第一行不输出回车符
    • ONLRET 不输出回车符
    • OFILL 发送填充字符以延迟终端输出
    • OFDEL 以ASCII码的DEL作为填充字符，如果未设置该参数，填充字符将是NUL（‘/0’）（非POSIX）
    • NLDLY 换行输出延时，可以取NL0（不延迟）或NL1（延迟0.1s）
    • CRDLY 回车延迟，取值范围为：CR0、CR1、CR2和 CR3
    • TABDLY 水平制表符输出延迟，取值范围为：TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
    • BSDLY 空格输出延迟，可以取BS0或BS1
    • VTDLY 垂直制表符输出延迟，可以取VT0或VT1
    • FFDLY 换页延迟，可以取FF0或FF1

    3.3 c_cflag控制模式标志，指定终端硬件控制信息

    用于控制终端设备的硬件设置

    • CBAUD 波特率（4+1位）（非POSIX）
    • CBAUDEX 附加波特率（1位）（非POSIX）
    • CSIZE 字符长度，取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
    • CSTOPB 设置两个停止位
    • CREAD 使用接收器
    • PARENB 使用奇偶校验
    • PARODD 对输入使用奇偶校验，对输出使用偶校验
    • HUPCL 关闭设备时挂起
    • CLOCAL 忽略调制解调器线路状态
    • CRTSCTS 使用RTS/CTS流控制

    3.4 c_lflag本地模式标志，控制终端编辑功能

    主要用来控制终端设备不同的特色

    • ISIG 当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时，产生相应的信号
    • ICANON 使用标准输入模式，允许使用特殊字符 EOF, EOL, EOL2, ERASE, KILL, LNEXT, REPRINT, STATUS, 和 WERASE，以及按行的缓冲
    • XCASE 在ICANON和XCASE同时设置的情况下，终端只使用大写。如果只设置了XCASE，则输入字符将被转换为小写字符，除非字符使用了转义字符（非POSIX，且Linux不支持该参数）
    • ECHO 显示输入字符
    • ECHOE 如果ICANON同时设置，ERASE将删除输入的字符，WERASE将删除输入的单词
    • ECHOK 如果ICANON同时设置，KILL将删除当前行
    • ECHONL 如果ICANON同时设置，即使ECHO没有设置依然显示换行符
    • ECHOPRT 如果ECHO和ICANON同时设置，将删除打印出的字符（非POSIX）
    • TOSTOP 向后台输出发送SIGTTOU信号

    3.5 C_LINE行控制 c_cc[NCCS]控制字符

    • 提供使用者设定一些特殊的功能， 如Ctrl+C的字元组合。
    • 特殊控制字元主要是利用termios结构里c_cc的阵列成员来做设定。
    • c_cc阵列主要用于正规与非正规两种环境，但要注意的是正规与非正规不可混为一谈。

    符号下标 (初始值) 和意义(即c_cc[]数组对应下标的数值对应含义，如c_cc[VMIN] = 3)：

    • VINTR：(003, ETX, Ctrl-C, or also 0177, DEL, rubout) 中断字符。发出 SIGINT 信号。当设置 ISIG 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VQUIT ：(034, FS, Ctrl-) 退出字符。发出 SIGQUIT 信号。当设置 ISIG 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VERASE ：(0177, DEL, rubout, or 010, BS, Ctrl-H, or also #) 删除字符。删除上一个还没有删掉的字符，但不删除上一个 EOF 或行首。当设置 ICANON 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VKILL ：(025, NAK, Ctrl-U, or Ctrl-X, or also @) 终止字符。删除自上一个 EOF 或行首以来的输入。当设置 ICANON 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VEOF ：(004, EOT, Ctrl-D) 文件尾字符。更精确地说，这个字符使得 tty 缓冲中的内容被送到等待输入的用户程序中，而不必等到 EOL。如果它是一行的第一个字符，那么用户程序的 read() 将返回 0，指示读到了 EOF。当设置 ICANON 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VMIN :非 canonical 模式读的最小字符数（MIN主要是表示能满足read的最小字元数）。
    • VEOL :(0, NUL) 附加的行尾字符。当设置 ICANON 时可被识别。
    • VTIME ：非 canonical 模式读时的延时，以十分之一秒为单位。
    • VEOL2 ：(not in POSIX; 0, NUL) 另一个行尾字符。当设置 ICANON 时可被识别。
    • VSWTCH ：(not in POSIX; not supported under Linux; 0, NUL) 开关字符。(只为 shl 所用。)
    • VSTART ：(021, DC1, Ctrl-Q) 开始字符。重新开始被 Stop 字符中止的输出。当设置 IXON 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VSTOP ：(023, DC3, Ctrl-S) 停止字符。停止输出，直到键入 Start 字符。当设置 IXON 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VSUSP ：(032, SUB, Ctrl-Z) 挂起字符。发送 SIGTSTP 信号。当设置 ISIG 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VDSUSP ：(not in POSIX; not supported under Linux; 031, EM, Ctrl-Y) 延时挂起信号。当用户程序读到这个字符时，发送 SIGTSTP 信号。当设置 IEXTEN 和 ISIG，并且系统支持作业管理时可被识别，不再作为输入传递。
    • VLNEXT ：(not in POSIX; 026, SYN, Ctrl-V) 字面上的下一个。引用下一个输入字符，取消它的任何特殊含义。当设置 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VWERASE ：(not in POSIX; 027, ETB, Ctrl-W) 删除词。当设置 ICANON 和 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VREPRINT ：(not in POSIX; 022, DC2, Ctrl-R) 重新输出未读的字符。当设置 ICANON 和 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VDISCARD ：(not in POSIX; not supported under Linux; 017, SI, Ctrl-O) 开关：开始/结束丢弃未完成的输出。当设置 IEXTEN 时可被识别，不再作为输入传递。
    • VSTATUS ：(not in POSIX; not supported under Linux; status request: 024, DC4, Ctrl-T).

    这些符号下标值是互不相同的，除了 VTIME，VMIN 的值可能分别与 VEOL，VEOF 相同。 (在 non-canonical 模式下，特殊字符的含义更改为延时含义MIN 表示应当被读入的最小字符数。TIME 是以十分之一秒为单位的计时器。如果同时设置了它们，read 将等待直到至少读入一个字符，一旦读入 MIN 个字符或者从上次读入字符开始经过了 TIME 时间就立即返回。如果只设置了 MIN，read 在读入 MIN 个字符之前不会返回。如果只设置了 TIME，read 将在至少读入一个字符，或者计时器超时的时候立即返回。如果都没有设置，read 将立即返回，只给出当前准备好的字符。)

    MIN与TIME组合有以下四种：

    • MIN = 0 , TIME =0
      有READ立即回传，否则传回 0 ,不读取任何字元
    • MIN = 0 , TIME >0
      READ 传回读到的字元,或在十分之一秒后传回TIME，若来不及读到任何字元,则传回0
    • MIN > 0 , TIME =0
      READ 会等待,直到MIN字元可读
    • MIN > 0 , TIME > 0
      每一格字元之间计时器即会被启动，READ 会在读到MIN字元,传回值或TIME的字元计时(1/10秒)超过时将值传回

    4.常用的函数

    1. /* 属性相关 */
    2. int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
    3.  
    4. int tcsetattr(int fd, int optional_actions,
    5.               const struct termios *termios_p);
    6.  
    7. void cfmakeraw(struct termios *termios_p);
    8.  
    9. /* 控制相关 */
    10. int tcsendbreak(int fd, int duration);
    11.  
    12. int tcdrain(int fd);
    13.  
    14. int tcflush(int fd, int queue_selector);
    15.  
    16. int tcflow(int fd, int action);
    17.  
    18.  
    19. /* 速度相关 */
    20. speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p);
    21.  
    22. speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p);
    23.  
    24. int cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);
    25.  
    26. int cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed);

    函数名称

    描述

    tcgetattr

    获取串口属性，填充到termios_p入参中

    tcsetattr

    根据termios_p的值改变串口属性

    optional_actions （tcsetattr函数的第二个参数）指定了什么时候改变会起作用：
    TCSANOW：改变立即发生
    TCSADRAIN：改变在所有写入 fd 的输出都被传输后生效。这个函数应当用于修改影响输出的参数时使用。(当前输出完成时将值改变)
    TCSAFLUSH ：改变在所有写入 fd 引用的对象的输出都被传输后生效，所有已接受但未读入的输入都在改变发生前丢弃(同TCSADRAIN，但会舍弃当前所有值)。

    cfmakeraw

    把串口属性设置位初始状态，比如以下值：

    termios_p->c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);

    termios_p->c_oflag &= ~OPOST;

    termios_p->c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL | ICANON | ISIG | IEXTEN);

    termios_p->c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB);

    termios_p->c_cflag |= CS8;

    cfgetispeed

    获取input的串口波特率

    cfgetospeed

    获取output的串口波特率

    cfsetispeed

    设置input的串口波特率

    cfsetospeed

    获取output的串口波特率

    tcsendbreak

    tcdrain

    等待所有写入fd中的数据输出

    tcflush

    清空串口BUFFER中的数据函数

    常用的有三个值，

    TCIFLUSH清除正收到的数据，且不会读取出来；

    TCOFLUSH清除正写入的数据，且不会发送至终端；

    TCIOFLUSH清除所有正在发生的I/O数据；

    tcflow

    挂起 fd 引用的对象上的数据传输或接收，取决于 action 的值

    TCOOFF 挂起输出
    TCOON 重新开始被挂起的输出
    TCIOFF 发送一个 STOP 字符，停止终端设备向系统传送数据
    TCION 发送一个 START 字符，使终端设备向系统传输数据

    框图如下：

    我们写一个sample,用H4 transport来发送一个HCI RESET然后读回来值：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6. #include 
    7.  
    8. #include 
    9. #include 
    10. #include 
    11.  
    12. #define UART_MAX_SIZE 256
    13. int uart_fd;
    14. uint8_t uart_buffer[UART_MAX_SIZE] = {0};
    15.  
    16.  
    17. void usage()
    18. {
    19. 	printf("---------------------------------\n");
    20. 	printf("      ./uart_test port_name      \n");
    21. 	printf("example: ./uart_test /dev/ttyUSB0\n");
    22. 	printf("---------------------------------\n");
    23. }
    24.  
    25. #define MAX_COL 16
    26. #define SHOW_LINE_SIZE 16
    27. void bt_hex_dump(uint8_t *data,uint32_t len)
    28. {
    29.     uint32_t line;
    30.     uint32_t curline = 0;
    31.     uint32_t curcol = 0;
    32.     char showline[SHOW_LINE_SIZE];
    33.     uint32_t data_pos = 0;
    34.  
    35.     if(len % MAX_COL)
    36.     {
    37.         line = len/MAX_COL+1;
    38.     }
    39.     else
    40.     {
    41.         line = len/MAX_COL;
    42.     }
    43.  
    44.     for(curline = 0; curline < line; curline++)
    45.     {
    46.         sprintf(showline,"%08xh:",curline*MAX_COL);
    47.         printf("%s",showline);
    48.         for(curcol = 0; curcol < MAX_COL; curcol++)
    49.         {
    50.             if(data_pos < len)
    51.             {
    52.                 printf("%02x ",data[data_pos]);
    53.                 data_pos++;
    54.                 continue;
    55.             }
    56.             else
    57.             {
    58.                 break;
    59.             }
    60.         }
    61.         printf("\n");
    62.     }
    63. }
    64.  
    65. void alarm_send_command()
    66. {
    67. 	uint8_t hci_reset[] = {0x01,0x03,0x0c,0x00};
    68. 	printf("send HCI command\n");
    69. 	write(uart_fd,hci_reset,sizeof(hci_reset));
    70. 	
    71. 	alarm(1);
    72. }
    73.  
    74. int main(int argc, char *argv[])
    75. {
    76. 	struct termios toptions;
    77. 	
    78. 	usage();
    79. 	if(argc != 2)
    80. 	{
    81. 	  printf("Usage error\n"); 
    82. 	  return 0;
    83. 	}
    84.  
    85. 	uart_fd = open(argv[1], O_RDWR | O_NOCTTY);
    86.    
    87. 	printf("uart_fd %d\n",uart_fd);
    88.     if (tcgetattr(uart_fd, &toptions) < 0)
    89.     {
    90.         printf("ERROR:Couldn't get term attributes\n");
    91.         return -1;
    92.     }
    93.  
    94.     cfmakeraw(&toptions);
    95.  
    96.     // 8N1
    97.     toptions.c_cflag &= ~CSTOPB;
    98.     toptions.c_cflag |= CS8;
    99.  
    100.     toptions.c_cflag |= CREAD | CLOCAL | CRTSCTS;
    101.     toptions.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    102.     toptions.c_cflag &= ~PARENB;
    103.  
    104.     toptions.c_cc[VMIN]  = 1;
    105.     toptions.c_cc[VTIME] = 0;
    106.  
    107.     if(tcsetattr(uart_fd, TCSANOW, &toptions) < 0)
    108.     {
    109.         printf("ERROR:Couldn't set term attributes\n");
    110.         return -1;
    111.     }
    112.  
    113.     if (tcgetattr(uart_fd, &toptions) < 0)
    114.     {
    115.         printf("ERROR:Couldn't get term attributes\n");
    116.         return -1;
    117.     }
    118.     cfsetospeed(&toptions, B115200);
    119.     cfsetispeed(&toptions, B115200);
    120.  
    121.  
    122.     if( tcsetattr(uart_fd, TCSANOW, &toptions) < 0)
    123.     {
    124.         printf("ERROR:Couldn't set term attributes\n");
    125.         return -1;
    126.     }
    127. 	
    128. 	signal(SIGALRM, alarm_send_command);
    129. 	alarm(1);
    130. 	
    131. 	while(1)
    132.     {
    133. 		int read_result = read(uart_fd,uart_buffer,UART_MAX_SIZE);
    134. 		bt_hex_dump(uart_buffer,read_result);
    135. 		memset(uart_buffer,0,UART_MAX_SIZE);
    136.     }
    137. }

    整个程序实现的效果很简单，就是打开串口(8N1+流控)，设置波特率，然后1s发送一次hci reset，然后读取数据uart数据

     

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