Linux 串行读取块 minicom

Question

我正在尝试从 BeagleBone Black 上的串行端口 (/dev/ttyS4) 读取数据，但我认为（？）这通常适用于所有 Linux 设备。

目前，我可以设置minicom，波特率为9600，数据为8N1，以正确读取串口。但是，如果我尝试直接cat /dev/ttyS4，我的终端中不会显示任何内容。我的代码也这样做，并返回一个Resource temporarily unavailable 错误，我怀疑这是cat 命令发生的情况。

如果我运行stty -F /dev/ttyS4，我会得到以下输出（据我所知，这与我的minicom 设置一致）：

speed 9600 baud; line = 0;
intr = <undef>; quit = <undef>; erase = <undef>; kill = <undef>; eof = <undef>; start = <undef>; stop = <undef>; susp = <undef>; rprnt = <undef>; werase = <undef>; lnext = <undef>; flush = <undef>;
-brkint -imaxbel
-opost -onclr
-isig -iexten -echo -echoe -echok -echoctl -echoke

有趣的是，当我打开minicom 时，如果我启动我的程序，minicom 将停止打印任何内容，并且即使我停止我的程序也会保持这种状态。我需要再次打开串行设置（Ctrl-A、P）并关闭它以使minicom 恢复工作（似乎没有任何改变）。

我的代码如下：

int main() {
    std::cout << "Starting..." << std::endl;

    std::cout << "Connecting..." << std::endl;
    int tty4 = open("/dev/ttyS4", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if (tty4 < 0) {
        std::cout << "Error opening serial terminal." << std::endl;
    }

    std::cout << "Configuring..." << std::endl;
    struct termios oldtio, newtio;
    tcgetattr(tty4, &oldtio);   // save current serial port settings
    bzero(&newtio, sizeof(newtio)); // clear struct for new settings

    newtio.c_cflag = B9600 | CS8 | CREAD | CLOCAL;
    newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
    newtio.c_oflag = 0;
    newtio.c_lflag = ICANON;

    tcflush(tty4, TCIFLUSH);
    tcsetattr(tty4, TCSANOW, &newtio);

    std::cout << "Reading..." << std::endl;
    while (true) {
        uint8_t byte;
        int status = read(tty4, &byte, 1);
        if (status > 0) {
            std::cout << (char)byte;
        } else if (status == -1) {
            std::cout << "\tERROR: " << strerror(errno) << std::endl;
        }
    }

    tcsetattr(tty4, TCSANOW, &oldtio);
    close(tty4);
}

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编辑：按照 Adafruit 的将 python 与 BeagleBone 结合使用的教程，我已经让串行端口正常工作（在 python 中）。在这一点上，我确定 我 做错了什么；问题是什么。我更喜欢使用 C++ 而不是 python，所以让它工作会很棒。

Answer 1

您的程序以非阻塞模式打开串行终端。

   int tty4 = open("/dev/ttyS4", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

非阻塞 I/O，尤其是读取操作，需要在程序中进行额外的特殊处理。 由于您忽略了此模式，并且您的程序无法正确处理此模式，这可能被认为是一个错误。

从 open() 调用中删除 O_NDELAY 选项，或插入 fcntl(tty4, F_SETFL, 0) 语句以恢复到阻塞模式。

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我的代码也是这样做的，并返回一个Resource temporarily unavailable 错误，

这是一个 EAGAIN 错误，与非阻塞 read() 一致。
手册页描述了当“文件描述符 ... 已被标记为非阻塞 (O_NONBLOCK)，读取将阻塞”时会发生此错误。
read() 系统调用“会阻塞”，因为没有数据可以满足读取请求。

如果您坚持使用非阻塞模式，那么您的程序必须能够应对这种情况，这不是错误，而是暂时/暂时的状态。
但是对于多任务系统中的典型程序来说，阻塞模式是更简单和首选的操作模式。
您的程序应该如前所述进行修改。

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串口终端的初始化有很多问题。

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   tcgetattr(tty4, &oldtio);   // save current serial port settings

从不检查 tcgetattr() 和 tcsetattr() 系统调用的返回值是否有错误。

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   bzero(&newtio, sizeof(newtio)); // clear struct for new settings

从一个空的 termios 结构开始几乎总是一个坏主意。它可能似乎在某些系统上工作，但它不是可移植的代码。
初始化 termios 结构的正确方法是使用 tcgetattr() 中的值。
见Setting Terminal Modes Properly。
由于它已经被调用，你只需要newtio = oldtio 来复制结构。

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    newtio.c_cflag = B9600 | CS8 | CREAD | CLOCAL;

    newtio.c_iflag = IGNPAR | ICRNL;
    newtio.c_oflag = 0;
    newtio.c_lflag = ICANON;

更改这些标志的正确方法是启用或禁用各个属性，而不是分配常量。
对于规范模式，以下内容就足够了：

    newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
    newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
    newtio.c_cflag |= CS8;         /* 8-bit characters */
    newtio.c_cflag &= ~PARENB;     /* no parity bit */
    newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;     /* only need 1 stop bit */
    newtio.c_cflag &= ~CRTSCTS;    /* no hardware flowcontrol */

    newtio.c_lflag |= ICANON | ISIG;  /* canonical input */
    newtio.c_lflag &= ~(ECHO | ECHOE | ECHONL | IEXTEN);
    
    newtio.c_iflag &= ~INPCK;
    newtio.c_iflag |= ICRNL;
    newtio.c_iflag &= ~(INLCR | IGNCR | IUCLC | IMAXBEL);
    newtio.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);   /* no SW flowcontrol */

    newtio.c_oflag &= ~OPOST;

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以下是设置波特率的首选方法：

    cfsetospeed(&newtio, B9600);
    cfsetispeed(&newtio, B9600);

如果未指定任何显着属性，则使用现有设置。
这可能导致不稳定的程序行为，例如有时有效，有时无效。

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有趣的是，当我打开 minicom 时，如果我启动我的程序，minicom 将停止打印任何内容，并且即使我停止我的程序也会保持这种状态。我需要再次打开串行设置（Ctrl-A、P）并关闭它以使 minicom 恢复工作（似乎没有任何更改）。

串行终端不适合在多个进程之间共享。
有些termios属性必须在串口设备驱动中实现，没有共享端口的概念。最新的 termios 属性对设备有效。
当您在 minicom 启动后执行程序时，您正在破坏 minicom 期望执行的 termios 属性。
您正在使用其菜单将 termios 属性恢复到 minicom 的要求。