单片机串口通信的接收与发送程序

单片机串口通信的接收与发送程序

一、引言

单片机串口通信是一种常见的通信方式，广泛应用于各种嵌入式系统和工业控制领域。通过串口通信，单片机可以与其他设备或计算机进行数据交换，实现远程监控、故障诊断等功能。本文将详细介绍单片机串口通信的接收与发送程序。

二、串口通信基础

1. 串口通信协议：串口通信通常采用RS-232、RS-485、SPI等协议。其中，RS-232是最常用的串口通信协议之一，具有简单、易用、通用性强的特点。
2. 串口通信参数：串口通信需要设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。波特率是指传输数据的速率，数据位是指每个字节包含的位数，停止位是指每个字节之间的间隔，校验位是指用于错误检测的位数。

三、单片机串口接收程序

1. 硬件连接：将单片机的串口与另一台设备或计算机的串口连接起来，确保连接可靠。
2. 初始化串口：在单片机程序中，需要对串口进行初始化，包括设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。
3. 接收数据：在单片机程序中，需要编写一个函数来接收串口数据。该函数需要不断读取串口缓冲区的数据，直到接收到完整的消息或超时。
4. 消息解析：接收到完整的消息后，需要对消息进行解析，提取出有用的信息。

以下是一个简单的单片机串口接收程序的示例代码（以C语言为例）：

#include < stdio.h >
#include < string.h >
#include < unistd.h >
#include < fcntl.h >
#include < termios.h >

int main() {
    int fd; // 串口文件描述符
    struct termios options; // 串口选项
    char buffer[256]; // 接收缓冲区
    int n; // 接收到的字节数

    // 打开串口
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 配置串口选项
    tcgetattr(fd, &options);
    cfsetispeed(&options, B9600); // 设置波特率为9600
    cfsetospeed(&options, B9600);
    options.c_cflag |= CLOCAL; // 禁用调制解调器控制信号线
    options.c_cflag &= ~CSIZE; // 设置数据位为8位
    options.c_cflag |= CS8;
    options.c_cflag &= ~PARENB; // 禁用奇偶校验位
    options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 设置停止位为1位
    options.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 禁用硬件流控制
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); // 应用选项设置

    // 循环接收数据
    while (1) {
        n = read(fd, buffer, sizeof(buffer)); // 读取数据到缓冲区
        if (n > 0) { // 如果接收到数据
            buffer[n] = '�'; // 在数据末尾添加空字符
            printf("Received: %sn", buffer); // 输出接收到的数据
        } else { // 如果读取失败或超时
            perror("read"); // 输出错误信息
        }
        usleep(100000); // 延时一段时间，避免频繁读取数据
    }

    // 关闭串口并退出程序
    close(fd);
    return 0;
}

四、单片机串口发送程序

1. 硬件连接：将单片机的串口与另一台设备或计算机的串口连接起来，确保连接可靠。
2. 初始化串口：在单片机程序中，需要对串口进行初始化，包括设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。与接收程序类似，发送程序也需要进行这些设置。
3. 发送数据：在单片机程序中，需要编写一个函数来发送串口数据。该函数需要将要发送的数据写入到串口缓冲区，然后通过调用系统调用函数来发送数据。发送完成后，需要清除缓冲区中的数据，以便下一次发送。

在串口发送过程中，可能会因为各种原因导致发送超时。因此，在单片机程序中，需要实现超时处理机制。当发送数据超过一定时间未完成时，可以认为发送超时，此时需要采取相应的措施，如重新发送数据或报告错误。

以下是一个简单的单片机串口发送程序的示例代码（以C语言为例）：

#include < stdio.h >
#include < string.h >
#include < unistd.h >
#include < fcntl.h >
#include < termios.h >

int main() {
    int fd; // 串口文件描述符
    struct termios options; // 串口选项
    char message[] = "Hello, world!"; // 要发送的消息
    int n; // 发送的字节数

    // 打开串口
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 配置串口选项
    tcgetattr(fd, &options);
    cfsetispeed(&options, B9600); // 设置波特率为9600
    cfsetospeed(&options, B9600);
    options.c_cflag |= CLOCAL; // 禁用调制解调器控制信号线
    options.c_cflag &= ~CSIZE; // 设置数据位为8位
    options.c_cflag |= CS8;
    options.c_cflag &= ~PARENB; // 禁用奇偶校验位
    options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 设置停止位为1位
    options.c_cflag &= ~CRTSCTS; // 禁用硬件流控制
    tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); // 应用选项设置

    // 发送数据
    n = write(fd, message, strlen(message)); // 发送数据到串口
    if (n < 0) { // 如果发送失败
        perror("write"); // 输出错误信息
        return -1;
    } else if (n != strlen(message)) { // 如果发送不完整，输出提示信息并等待下一次尝试
        printf("Warning: partial send completed.n");
        tcflush(fd, TCIOFLUSH); // 清空串口缓冲区，准备下一次发送
        usleep(100000); // 延时一段时间，避免频繁发送数据
        return -2; // 返回-2表示等待下一次尝试发送数据
    } else { // 如果发送成功，输出成功信息并退出程序
        printf("Message sent successfully.n");
        return 0;
    }
}