Linux的串口非標準波特率設置更改

来源:https://www.cnblogs.com/hylife/archive/2023/01/03/17022372.html
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用的是全志的R528 SDK，Linux內核是5.4，新增加一個250000的非標準波特率 參考網路大神文檔，實踐並記錄寶貴的經驗。 方法： 1、修改內核的/include/uapi/asm-generic/termbits.h文件 這個CBAUD原來是0010017改為0030017，是用來做掩碼 ...


用的是全志的R528 SDK，Linux內核是5.4，新增加一個250000的非標準波特率

參考網路大神文檔，實踐並記錄寶貴的經驗。

方法：

1、修改內核的/include/uapi/asm-generic/termbits.h文件

這個CBAUD原來是0010017改為0030017，是用來做掩碼計算的。

 

　　圖1

這兩個是新加的

 

 

　　圖2

 這個頭文件一共更改這三個地方。先說為什麼增加波特率使用0020001而不在B4000000後面遞增使用0010020，這是因為這個低位的20已經被占用了，

如下圖3，所以找了沒被占用的位置，0020000的中2這個bit位置在c_cflag中沒被占用（c_cflag是用於設置波特率和其他一些信息的）。

第一處的0030017也是這個原因，就是將波特率使用的這些巨集定義包含進去。

 

　　圖3

2、/drivers/tty/tty_baudrate.c文件

這個文件就是獲取波特率具體數值的文件，應用端的數據傳入到內核，內核解析並獲得250k波特率這個數值就是在這個文件，

先在文件

頭部的波特率列表中增加所需數值，如圖4，其中的250000和B250000為新增加。

 

　　圖4

 修改函數speed_t tty_termios_baud_rate(struct ktermios *termios)，圖5

 

 　　圖5

其中圈起來的地方是新加的，這就是根據剛纔新加的部分進行波特率修改，新的0020001，與CBAUDEX2進行運算判斷高位位置，

之所以cbaud+=30是因為前面已經有了30個波特率了，見圖5。這樣內核就修改完了。

最後重新編譯內核， 重新燒錄系統鏡像。

 

3、應用程式測試驗證

應用端的配置，應用端通常使用tcsetattr這個函數進行配置，在使能之前，對齊c_cflag進行賦值就可

struct termios , termios_new;

termios_new.c_cflag |= 0020001;

（其餘配置省略）

tcsetattr(fdcom, TCSANOW, &termios_new);

這裡說一下為什麼不能使用cfsetispeed、cfsetospeed 函數。

因為這兩個函數只能指定原來標準的波特率，設置我們非標準的0020001的時候就會設置失敗

       //ret = cfsetispeed(&newttys1, 0020001);
            //printf("reti = %d\n",ret);
            //ret = cfsetospeed(&newttys1, 0020001);        
            //printf("reto = %d\n",ret);

 

應用層測試代碼

baud_test.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

#include "uart_oper.h"


#define UART1_DEV_NAME  "/dev/ttyS1"  /*需根據實際埠修改*/
#define BUF_LEN 100


int main(int argc,char const * argv[])
{

    int fd =-1,ret =-1;
    char buff[BUF_LEN]={0};
    int i =0;
    int n =0;
    int len = BUF_LEN;
    int baud = 0;
    if(argc !=2)
    {
        printf("arg is not 2\n");
        return -1;    
    }
    baud = atoi(argv[1]);
    printf("baud =%d\n",baud);
    fd = open(UART1_DEV_NAME, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if(fd < 0)
    {
        perror("Can't open uart1 port");
        return(void *)"uart1 dev error";
    }
    ret = set_serial(fd,baud, 8, 'N', 1); /*可能需要根據情況調整*/
//    ret = set_serial(fd, 115200, 8, 'N', 1); /*可能需要根據情況調整*/
    if(ret < 0)
    {
        printf("set_serial error\n");
        return -1;    
    }

    for(i =0 ;i<100;i++)
    {
        buff[i] =0x55;
    }


    while(1)
    {
        n = write(fd, buff, len);
        printf("n =%d\n",n);
        if(n < 0)
        {
                printf("send write error\n");
                sleep(1);
                return -1;
        }
        sleep(1);
        
    }


    return 0;
}



uart_oper.c
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include "uart_oper.h"

/**
*@brief  配置串口
*@param  fd:串口文件描述符. 
         nSpeed:波特率，
         nBits:數據位 7 or 8， 
         nEvent:奇偶校驗位，
         nStop：停止位
*@return 失敗返回-1；成功返回0；
*/

int set_serial(int fd, int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
    struct termios newttys1, oldttys1;

    /*保存原有串口配置*/
    if(tcgetattr(fd, &oldttys1) != 0)
    {
        perror("Setupserial 1");
        return - 1;
    }

    memset(&newttys1, 0, sizeof(newttys1));
    /*CREAD 開啟串列數據接收,CLOCAL並打開本地連接模式*/
    newttys1.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);

    newttys1.c_cflag &=~CSIZE; /*設置數據位*/
    switch(nBits)    /*數據位選擇*/
    {
        case 7:
            newttys1.c_cflag |= CS7;
            break;
        case 8:
            newttys1.c_cflag |= CS8;
            break;
        default:break;
    }
    
    switch(nEvent)  /*奇偶校驗位*/
    {
        case '0':
            newttys1.c_cflag |= PARENB; /*開啟奇偶校驗*/
            newttys1.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); /*INPCK打開輸入奇偶校驗，ISTRIP 去除字元的第八個比特*/
            newttys1.c_cflag |= PARODD; /*啟動奇校驗（預設為偶校驗）*/
            break;
        case 'E':
            newttys1.c_cflag |= PARENB; /*開啟奇偶校驗*/
            newttys1.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); /*INPCK打開輸入奇偶校驗，ISTRIP 去除字元的第八個比特*/
            newttys1.c_cflag &= ~PARODD; /*啟動偶校驗*/
            break;
        case 'N':
            newttys1.c_cflag &= ~PARENB; /*無奇偶校驗*/
            break;
        default:break;
    }
    
    switch(nSpeed) /*設置波特率*/
    {
        case 2400:
            cfsetispeed(&newttys1, B2400);
            cfsetospeed(&newttys1, B2400);
            break;
        case 4800:
            cfsetispeed(&newttys1, B4800);
            cfsetospeed(&newttys1, B4800);
            break;
        case 9600:
            cfsetispeed(&newttys1, B9600);
            cfsetospeed(&newttys1, B9600);
            break;
        case 115200:
            cfsetispeed(&newttys1, B115200);
            cfsetospeed(&newttys1, B115200);
            break;
        case 250000:
            //ret = cfsetispeed(&newttys1, 0020001);
            //printf("reti = %d\n",ret);
            //ret = cfsetospeed(&newttys1, 0020001);        
            //printf("reto = %d\n",ret);
            newttys1.c_cflag |= 0020001;
            break;
        default :
            cfsetispeed(&newttys1, B9600);
            cfsetospeed(&newttys1, B9600);
            break;
    }
    
    /*設置停止位*/
    /*停止位為1，則清除CSTOPB,如停止位為2，則激活CSTOPB*/
    if(nStop == 1)
    {
        newttys1.c_cflag &= ~CSTOPB;  /*預設為停止位1*/
    }
    else if(nStop == 2)
    {
        newttys1.c_cflag |= CSTOPB;
    }

    /*設置最少字元和等待時間，對於接收字元和等待時間沒有特別的要求時*/
    newttys1.c_cc[VTIME] = 0; /*非規範模式讀取時的超時時間*/
    newttys1.c_cc[VMIN] = 0; /*非規範模式讀取時的最小字元數*/
    
    /*tcflush 清空終端未完成的輸入、輸出請求及數據
    TCIFLUSH表示清空正接收到的數據，且不讀取出來*/
    tcflush(fd, TCIFLUSH);

    /*激活配置使其生效*/
    if((tcsetattr(fd, TCSANOW, &newttys1)) != 0)
    {
        perror("usart set error");
        return - 1;
    }

    return 0;
} 

uart_oper.h
#ifndef __UART_OPER_H__
#define __UART_OPER_H__

int set_serial(int fd, int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);

#endif

編譯

arm-openwrt-linux-gcc baud_test.c 生成  baud_test.o

arm-openwrt-linux-gcc uart_oper.c 生成  uart_oper.o

arm-openwrt-linux-gcc tt  baud_test.o  uart_oper.o  連接到一起生成tt測試程式

備註當直接執行arm-openwrt-linux-gcc baud_test.c -o tt 的時候報錯，找不到uart_oper.h中的函數。

將tt 拷貝到系統中。

終端執行tt 250000

之後用示波器測串口發出的波形。

 

 

波特率傳送速率計算：

一、波特率為9600表示的是串口每秒鐘可以傳輸9600bit,每傳輸1bit所需時間：
1 s / 9600 b i t = 1000000 ( u s ) / 9600 ( b i t ) = 1000 / 9.6 = 104.1667 u s 1s/9600bit = 1000000(us)/9600(bit) =1000/9.6 =104.1667us1s/9600bit=1000000(us)/9600(bit)=1000/9.6=104.1667us
那麼8bit就是 104.1667 ∗ 8 = 833.3336 u s 104.1667*8 =833.3336us104.1667∗8=833.3336us
實際項目中，串口通信時數據格式是：起始位+8位數據+奇偶校驗位+停止位 ，一般都沒有奇偶校驗位，所以是10位
也就是一個位元組的時間為 104.1667 ∗ 10 = 1041.667 u s 104.1667*10 =1041.667us104.1667∗10=1041.667us
二、波特率為19200每傳輸1bit所需時間:
1 s / 19200 b i t = 1000000 ( u s ) / 19200 ( b i t ) = 1000 / 19.2 = 52.0833 u s 1s/19200bit=1000000(us)/19200(bit) =1000/19.2 =52.0833us1s/19200bit=1000000(us)/19200(bit)=1000/19.2=52.0833us
三、波特率115200每傳輸1bit所需時間：
1 s / 115200 b i t = 1000000 ( u s ) / 115200 ( b i t ) = 1000 / 115.2 = 8.6806 u s ； 1s/ 115200bit = 1000000 (us)/ 115200(bit)= 1000/115.2 = 8.6806us；1s/115200bit=1000000(us)/115200(bit)=1000/115.2=8.6806us；
四、波特率為250000每傳輸1bit所需時間:

1 s / 250000 b i t = 1000000 ( u s ) / 250000( b i t ) = 1000 / 250 = 4 u s ；

從測試結果看是成功的。

 

4、終端命令行執行設置串口的命令

查詢串口配置命令
uart0:
cat /sys/bus/platform/drivers/uart/2500000.uart/ctrl_info
uart 1:
cat /sys/bus/platform/drivers/uart/2500400.uart/ctrl_info

查詢
root@TinaLinux:/# stty -a -F /dev/ttyS1
speed 9600 baud;stty: /dev/ttyS1
設置
stty -F /dev/ttyS1 ispeed 115200 ospeed 115200 cs8

 

 

參考資料

LINUX的串口非標準波特率更改 - 知乎 (zhihu.com)


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