Работа с COM-портом (RS-232) в Linux
Урок посвящен интерфейсу RS-232, который в простонародье называют COM-порт. Мы разберемся как он представлен в Linux, какой у него интерфейс, научимся его конфигурировать, а также узнаем, что написание программы для коммуникации через COM-порт в Linux не представляет сложности.
Разговор o коммуникации через COM-порт в Linux следует начать с того, что заметить, что каждому COM-порту в операционной системе соответствует файл устройства телетайп или tty. Он находится в каталоге dev и имеет имя /dev/ttyS и номер. Если посмотреть на мой каталог, то мы увидим следующее, что у меня таких файлов очень много [0:55]. Но по факту, в моем компьютере есть один физический COM-порт. Давайте попробуем его найти. Сделать это можно с помощью команды dmesg, которая выводит сообщения с момента инициализации системы. Если набрать
$dmeg | grep «ttyS»
то мы увидим, что, в действительности , у меня только один файл ttyS4 связанный с конкретным COM-портом, у которого есть некоторый диапазон ввода/вывода, номер прерывания, и который сейчас настроен на скорость обмена 150200 бит в секунду (или бод).
Для того, чтобы сконфигурировать мой COM-порт по умолчанию в Linux можно воспользоваться программой mincom, запускать её нужно от суперпользователя, либо добавить текущего пользователя в группу dialout. Запустим
$sudo minicom -s
Ключ -s – обозначает конфигурацию (setup),
Здесь мы видим следующее [2:24]. Есть параметры последовательного порта, важно прописать правильно файл, то есть указать тот файл, который у вас в системе связан с физическим COM-портом, Второй важный момент – это настройка параметров обмена (ключ Е). Дело в том, что корректный обмен данными по последовательному соединению возможен только тогда, когда обе стороны имеют один и тот же набор параметров. В этом окне можно набор этих параметров менять [3:08]. Мы видим, что у нас задана скорость 8 бит, нет контроля четности, и один стоповый бит. Именно здесь можно это все увидеть и настроить так, как требуется или, как требует ваше устройство.
Сохраняем конфигурацию по умолчанию. Дальше будем взаимодействовать — сначала с помощью команды терминала, чтобы проверить, как вручную это работает; а потом напишем небольшую программу, которая будет слать данные в COM-порт. Выйти из Mincom можно набрав ctrl-A-X.
Для того чтобы проверить, как работает COM-порт можно воспользоваться программой miniterm [4:03]. Я создал виртуальную машину с обычным linux, у неё указал, что в наличии имеется один COM-порт (это COM1), по умолчанию назначились линии обработки запросов прерывания. Я ассоциировал этот COM-порт с файлом на моей host-машине. С этого файла мы будем читать данные записанные в порт.
Итак, мы видим, что в левой части экрана у нас есть логин на виртуальную машину [4:46]. Давайте проверим с помощью minicom -s, как настроены коммуникации. Проверим, что /dev/ttyS0 – это действительно правильный физический порт – да, это именно так. Теперь мы можем вызвать команду
$sudo miniterm
она говорит, что есть следующие доступные порты, и просит ввести, через какой порт работать. Далее я попадаю терминал, связанный с COM-портом, где могу набирать текст. Набирая команды, я вижу «эхо» в моем файле справа. Обратите внимание, что я пишу в левом окне, а на экране надпись мы видим в правом. В левом окошке – виртуальная машина, на которой настроен порт. В правом – тот лог, который мы видим в файле ассоциированном с этим COM-портом на host-машине.
Создадим какой-нибудь каталог, в котором будем разрабатывать приложение. Как это ни странно, приложение будет выглядеть очень просто, потому что все действия, которые мы делаем с COM-портом в linux, это действия с файлами с использованием тех же самых файловых операций. Нам потребуется stdio.h, unistd.h, чтобы получить доступ – функциям open/read/write, fcntl.h, чтобы иметь возможность использовать файловые флажки. Открываем файловый дескриптор, COM-порт, имя, и флаги из COM-порта. Проверим, что файловый дескриптор у нас открылся, то есть если порт меньше или равен 0, то есть какая-то ошибка, оповестим об этом пользователя и вернем управление. В противном случае, можно писать в этот файловый дескриптор. write принимает файловый дескриптор, указатель на буфер, размер. Дальше мы закрываем файловый дескриптор и возвращаем управление. Приложение готово.
Теперь давайте попробуем запустить то, что у нас вышло, вернее, скомпилировать и запустить [10:40]. При запуске приложения произошла ошибка, но она вызвана понятными причинами, потому что пользователь должен был быть включен группу dialout [11:03], или нам надо запускать приложение от суперпользователя. Сделаем это. И сразу видим, что в нашем окошке появилась запись «hello world». Можно повторить и увидеть, что все работает корректно.
Точно таким же образом можно осуществлять чтение из COM-порта, то есть использовать не функцию write, а функцию read.
Заметки о Linux, электронике, радиолюбительстве
В предыдущем посте было показано как запустить UART на отладочной плате Launchpad для MSP430. Теперь рассмотрим как общаться с платой при помощи средств командной строки Linux. Используется плата с прошивкой из предыдущего поста. Для подробностей — см. под кат
Как известно, все устройства последовательных портов представлены файлами устройств в каталоге /dev.Через эти файлы и происходит общение ОС Linux с внешним устройством на последовательном порту. Чтобы передать что-то на внешнее устройство нужно записать данные в файл устройства, а чтобы считать информацию из устройства — прочитать данные из файла устройства. Это можно делать при помощи команд cat и echo так же как для обычных файлов на диске. Или внутри программы на С при помощи вызовов ioctl(), read() и write() или библиотеки termios.
Физическим последовательным портам RS232, к которым подключались диалапные модемы на старых компьютерах, соответствуют файлы устройств /dev/ttyS*, начиная с /dev/ttyS0. Виртуальным последовательным портам, которые создаются различными конвертерами USBUART соответствуют файлы устройств /dev/ttyUSB* и /dev/ttyACM*. Ядро Linux автоматически разпознаёт подключенное устройство, загружает для него драйвер и создаёт файл устройства. Вручную устанавливать драйвер, как в ОС Windows не требуется. Например, если подключить к USB преобразователь USBUART FT232, то создаётся файл устройства /dev/ttyUSB0, с которым можно работать также как и с обычным последовательным портом. На плате Launcpad находится микросхема TUSB3410, которая тоже представляет собой конвертер USBUART. Если подключить её к USB, то создаётся файл устройства /dev/ttyACM0. Чтобы общаться с платой нужно что-либо писать/читать с этого файла.
Чтобы пользователь мог читать или писать в файл устройства последовательного порта, его нужно добавить в группу dialout. Иначе работать с последовательным портом сможет только администратор root.
Простейшим приложением с графическим интерфейсом, которое работает с последовательным портом, является CuteCOM. Он обычно уже есть в вашем дистрибутиве Linux. Его можно установить из репозиториев. При помощи CuteCOM мы работали с платой в предыдущем посте. Выглядит CuteCOM вот так:
Работать с ним крайне просто. Указываем нужное устройство, если его нет в списке, то его можно впечатать вручную. Затем указываем скорость и параметры и нажимаем OpenDevice. В окне видим данные, которые пришли от устройства. В поле ввода в нижней части можем печать строку символов, которые предаются на устройство. Чтобы передать данный нажимаем Enter и смотрим ответ устройства в окне.
Теперь рассмотрим как работать с COM-портом из командной строки. Для этого служат три команды: stty, cat и echo.
Команда stty устанавливает параметры и скорость COM-порта. Её формат:
stty -F
Чтобы установить параметры для платы Launchpad для соединения на скорости 9600 нужно выполнить:
$ stty 9600 -F /dev/ttyACM0 raw -echo
Параметр raw устанавливает, что данные в компьютер передаются байт за байтом так же как приходят в порт без преобразований. Аппаратное управление потоком отключено. Подробнее о том, что включает и выключает raw — см. man stty. Если не включить raw, то скорее всего ничего работать не будет.
Теперь в той же консоли нужно набрать
$ cat /dev/ttyACM0
И можно смотреть данные, которые приходят от платы. Выход — нажать Ctrl+C.
Теперь нажимаем на плате RESET и видим, что в консоди напечатался текст.
Чтобы передать в плату данные, в другой консоли нужно использовать команду echo и перенаправление вывода в файл устройства. Наберём в другой консоли:
$ echo "1">/dev/ttyACM0
Видим, что на плате загорелся красный светодиод и в первой консоли было выдано сообщение об этом. Чтобы убрать конец строки в передаваемых данных, то нужно использовать запуск echo -n, а чтобы интерпретировать 16-ричные коды — нужно echo -e. Ключи можно комбинировать.
В итоге должно получиться так:
Чтобы увидеть 16-ричные коды данных, приходящих от устройства, нужно использовать команду hexdump:
$ cat /dev/ttyACM0|hexdump -C
Получится вот так:
Чтобы иметь вывод данных от устройство на экран и в текстовый файл нужно использовать tee:
$ cat /dev/ttyACM0|tee output.txt
Все эти команды можно встраивать в свои Bash-скрипты и работать с вашим устройством вообще без программирования со стороны компьютера.
Федоренко на связи
В этой заметке я расскажу про то, как можно проверить COM порт в Linux.
Для этого нам понадобятся:
- права на чтение и запись в COM порт
- программа minicom
- кусок толстого многожильного кабеля
Права доступа
проверяем какие у нас в системе есть COM порты, а также наши права на них:
# ls -l /dev/ttyS* /dev/ttyUSB*
crw-rw—- 1 root dialout 4 , 64 Дек 21 11 : 46 / dev / ttyS0
crw-rw—- 1 root dialout 4 , 65 Дек 8 15 : 43 / dev / ttyS1
crw-rw—- 1 root dialout 4 , 66 Дек 8 15 : 43 / dev / ttyS2
crw-rw—- 1 root dialout 4 , 67 Дек 8 15 : 43 / dev / ttyS3
crw-rw—- 1 root dialout 188 , 0 Дек 21 07: 27 / dev / ttyUSB0
/dev/ttyS0 это первый COM порт
/dev/ttyS1 соответственно второй COM порт
/dev/ttyUSB0 специальный кабель-переходник из USB в COM (Gembird UAS111)
Как мы видим для работы с COM портом необходимы права root либо пользователь должен входить в группу dialout
Провод для связи
Берём многожильный кабель в оплётке длиной 4-6 см, и соединяем 2 и 3 выводы COM порта перемычкой из этого кусочка провода. Оплётка будет удерживать провод на контактах, а металлические жилы внутри будут проводниками.
Для любителей паять можно предложить спаять полный loop-back тестер. В нём соединить не только контакты приёма передачи, но и аппаратный контроль потока и готовность терминала.
Работа с программой minicom
Для начала необходимо настроить программу minicom
+————[конфигурация]————+
| Каталоги и файлы
| Протоколы
| Настройка последовательного порта
| Модем и дозвон
| Экран и клавиатура
| Сохранить настройки как dfl
| Сохранить настройки как.
| Выход
| Выход из Minicom
+————————————+
Выбираем «Настройка последовательного порта»
+————————————————————————+
| A — Последовательный порт : /dev/ttyS0
| B — Размещение lock-файла : /var/lock
| C — Программа при выходе :
| D — Программа при запуске :
| E — Скорость/Чётность/Биты : 115200 8N1
| F — Аппаратное управление потоком : Да
| G — Программное управление потоком : Нет
|
| Какую настройку изменить?
+————————————————————————+
Если нужно, меняем СОМ порт, нажимая «A»
Отключаем аппаратное управление потоком, нажимая «F»
Выходим из настроек «Enter»
Сохраняем настройки по умолчанию «Сохранить настройки как dfl»
Выходим из minicom
Собственно проверка СОМ порта
Запускаем minicom без параметров.
Пробуем нажимать на клавиши. В ответ на экране должны появляться символы.
Проверка COM порта под linux завершена.
Эта запись была сделана 21.12.2010, 13:50 под рубрикой Разное. Вы можете подписаться на эту запись с помощью RSS 2.0. Both comments and pings are currently closed.