阿里笔试常考题:嵌入式Linux下的串口通信,从驱动到应用的全流程实现

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

#include <pthread.h>

#include <termios.h>

#include <errno.h>

#define SERIAL_DEV "/dev/ttyS0"  // 串口设备路径

#define BAUDRATE B115200         // 波特率

#define BUF_SIZE 1024            // 缓冲区大小

int exit_flag = 0;               // 退出标志

int serial_fd;                   // 串口文件描述符

// 子线程：接收串口数据

void *recv_thread(void *arg) {

   char buf[BUF_SIZE];

   ssize_t len;

   while (!exit_flag) {

       // 读取串口数据（超时设置生效，无数据时返回-1，errno=EAGAIN）

       len = read(serial_fd, buf, BUF_SIZE - 1);

       if (len > 0) {

           buf[len] = '\0';

           printf("收到：%s\n", buf);

       } else if (len == -1 && errno != EAGAIN) {

           perror("串口接收失败");

           break;

       }

       usleep(100000);  // 短暂休眠，降低CPU占用

   }

   printf("接收线程退出\n");

   return NULL;

}

// 配置串口函数

int serial_config(int fd) {

   struct termios opt;

   // 获取当前配置

   if (tcgetattr(fd, &opt) != 0) {

       perror("tcgetattr failed");

       return -1;

   }

   // 设置波特率

   cfsetispeed(&opt, BAUDRATE);

   cfsetospeed(&opt, BAUDRATE);

   // 配置数据位、校验位、停止位

   opt.c_cflag &= ~PARENB;  // 无奇偶校验

   opt.c_cflag &= ~CSTOPB;  // 1位停止位

   opt.c_cflag &= ~CSIZE;   // 清除数据位设置

   opt.c_cflag |= CS8;      // 8位数据位

   // 禁用流控

   opt.c_cflag &= ~CRTSCTS;

   // 启用接收器，设置本地模式

   opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);

   // 禁用规范模式，不处理特殊字符（如回车换行）

   opt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);

   // 禁用输入处理（不转换回车换行）

   opt.c_iflag &= ~(IGNBRK | BRKINT | PARMRK | ISTRIP | INLCR | IGNCR | ICRNL | IXON);

   // 禁用输出处理（不转换换行）

   opt.c_oflag &= ~OPOST;

   // 设置超时：读取时等待10个十分之一秒（1秒），最小读取1字节

   opt.c_cc[VTIME] = 10;

   opt.c_cc[VMIN] = 0;

   // 应用配置

   if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &opt) != 0) {

       perror("tcsetattr failed");

       return -1;

   }

   return 0;

}

int main() {

   pthread_t tid;

   char buf[BUF_SIZE];

   // 打开串口

   serial_fd = open(SERIAL_DEV, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

   if (serial_fd == -1) {

       perror("打开串口失败");

       return -1;

   }

   // 配置串口

   if (serial_config(serial_fd) != 0) {

       close(serial_fd);

       return -1;

   }

   // 创建接收子线程

   if (pthread_create(&tid, NULL, recv_thread, NULL) != 0) {

       perror("创建线程失败");

       close(serial_fd);

       return -1;

   }

   // 主线程：发送数据

   printf("请输入要发送的内容（输入exit退出）：\n");

   while (1) {

       // 读取标准输入

       if (fgets(buf, BUF_SIZE, stdin) == NULL) {

           perror("读取输入失败");

           break;

       }

       // 去除换行符

       buf[strcspn(buf, "\n")] = '\0';

       // 检查退出条件

       if (strcmp(buf, "exit") == 0) {

           exit_flag = 1;

           break;

       }

       // 发送数据到串口

       if (write(serial_fd, buf, strlen(buf)) == -1) {

           perror("发送失败");

           break;

       }

       printf("已发送：%s\n", buf);

   }

   // 回收子线程

   pthread_join(tid, NULL);

   // 关闭串口

   close(serial_fd);

   printf("程序退出\n");

   return 0;

}