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.