導讀

在嵌入式開發和物聯網應用中，Linux系統的串口通信至關重要。本文將簡單介紹Linux下串口設備的命名規則和termios結構體，并解析終端的三種工作模式，幫助開發者更好地掌握Linux串口編程。

Linux下串口設備名稱一般為"/dev/ttySn"，n是數字，若串口是 USB 擴展的，則串口設備文件命名多為/dev/ttyUSBn。串口是一個終端設備，在Linux中用 termios結構體來描述：

struct termios { tcflag_t c_cflag; /* 控制標志 */ tcflag_t c_iflag; /* 輸入標志 */ tcflag_t c_oflag; /* 輸出標志 */ tcflag_t c_lflag; /* 本地標志 */ tcflag_t c_cc[NCCS]; /* 控制字符 */ };

termios是在POSIX規范中定義的標準接口，表示終端設備（包括虛擬終端，串口等）。終端有 3 種工作模式，分別為規范模式（canonical mode）、非規范模式（non-canonical mode）和原始模式（raw mode）。

c_lflag 中設置 ICANNON 標志來定義終端的三種模式：規范模式、非規范模式和原始模式。

1. 規范模式

規范模式下所有的輸入都是基于行進行處理的。在用戶輸入一個行結束符（回車符、EOF等）之前，系統調用read()函數讀不到用戶輸入的任何字符。除了EOF之外的行結束符（回車符等）和普通字符一樣都會被read()函數讀取到緩沖區之中。在規范模式中，行編輯是可行的，而且一次調用read()函數最多只能讀取一行數據。

2. 非規范模式

非規范模式所有的輸入是即時有效的，不需要用戶另外輸入行結束符，而且不可進行行編輯。在非規范模式下，對參數 MIN(c_cc[VMIN])和 TIME(c_cc[VTIME])的設置決定read()函數的調用方式。設置可以有 4 種不同的情況。

• VMIN=0和VTIME=0：read()函數立即返回。若有可讀數據，則讀取數據并返回被讀取的字節數，否則讀取失敗并返回0。
• VMIN >0和 VTIME =0：read()函數會被阻塞直到 VMIN 個字節數據可被讀取。
• VMIN =0和 VTIME >0：只要有數據可讀或者經過VTIME 個1/10秒的時間，read()函數則立即返回，返回值為被讀取的字節數。如果超時并且未讀到數據，則 read()函數返回0。
• VMIN >0和 VTIME >0：當有VMIN 個字節可讀或者兩個輸入字符之間的時間間隔超過VTIME個1/10秒時，read()函數才返回。因為在輸入第一個字符之后系統才會啟動定時器，所以在這種情況下，read()函數至少讀取一個字節之后才返回。

3. 原始模式

原始模式是一種特殊的非規范模式。在原始模式下，所有的輸入數據以字節為單位被處理。在這個模式下，終端是不可回顯的，而且所有特定的終端輸入/輸出控制處理不可用。通過調用 cfmakeraw()函數可以將終端設置為原始模式。