为什么你的串口总是丢一些特殊字符？

导读

在嵌入式开发和物联网应用中，Linux系统的串口通信至关重要。本文将简单介绍Linux下串口设备的命名规则和termios结构体，并解析终端的三种工作模式，帮助开发者更好地掌握Linux串口编程。

Linux下串口设备名称一般为 "/dev/ttySn"，n是数字，若串口是 USB 扩展的，则串口设备文件命名多为/dev/ttyUSBn。串口是一个终端设备，在Linux中用 termios结构体来描述：

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 struct termios {    tcflag_t c_cflag;            /* 控制标志 */        tcflag_t c_iflag;            /* 输入标志 */        tcflag_t c_oflag;            /* 输出标志 */        tcflag_t c_lflag;            /* 本地标志 */        tcflag_t c_cc[NCCS];         /* 控制字符 */  };

termios是在POSIX规范中定义的标准接口，表示终端设备（包括虚拟终端，串口等）。终端有 3 种工作模式，分别为规范模式（canonical mode）、非规范模式（non-canonical mode）和原始模式（raw mode）。

c_lflag 中设置 ICANNON 标志来定义终端的三种模式：规范模式、非规范模式和原始模式。

1. 规范模式

规范模式下所有的输入都是基于行进行处理的。在用户输入一个行结束符（回车符、EOF等）之前，系统调用read()函数读不到用户输入的任何字符。除了EOF之外的行结束符（回车符等）和普通字符一样都会被read()函数读取到缓冲区之中。在规范模式中，行编辑是可行的，而且一次调用read()函数最多只能读取一行数据。 

2. 非规范模式

非规范模式所有的输入是即时有效的，不需要用户另外输入行结束符，而且不可进行行编辑。在非规范模式下，对参数 MIN(c_cc[VMIN])和 TIME(c_cc[VTIME])的设置决定read()函数的调用方式。设置可以有 4 种不同的情况。

• VMIN=0和VTIME=0：read() 函数立即返回。若有可读数据，则读取数据并返回被读取的字节数，否则读取失败并返回0。
• VMIN > 0 和 VTIME = 0：read()函数会被阻塞直到 VMIN 个字节数据可被读取。
• VMIN = 0 和 VTIME > 0： 只要有数据可读或者经过VTIME 个1/10秒的时间，read()函数则立即返回， 返回值为被读取的字节数。如果超时并且未读到数据， 则 read()函数返回0。
• VMIN > 0 和 VTIME > 0： 当有VMIN 个字节可读或者两个输入字符之间的时间间隔超过VTIME个1/10秒时，read()函数才返回。因为在输入第一个字符之后系统才会启动定时器，所以在这种情况下，read()函数至少读取一个字节之后才返回。

3. 原始模式

原始模式是一种特殊的非规范模式。在原始模式下，所有的输入数据以字节为单位被处理。在这个模式下，终端是不可回显的，而且所有特定的终端输入/输出控制处理不可用。通过调用 cfmakeraw()函数可以将终端设置为原始模式。