Linux下串口应用程序深度探索（linux串口应用程序）

本文将深入探讨如何在Linux平台上构建可靠的串口应用程序以及如何利用串口硬件实现宽频多通道的收发。

Linux系统交互式进程间通信（IPC）的核心包括传统的端口（Sockets）、管道（Pipes）以及信号（Signals）等方式，但是，许多应用从串口读写数据时可以使用文件对象，这种称为文件描述符的技术是Linux系统最常用的IPC技术——文件描述符（File Descriptor）。文件描述符概念是指，Linux系统使用数字编号来描述各种功能所分配的文件操作。

在Linux平台上使用串口硬件具有挑战性，首先要探索Linux系统支持的串口驱动程序，然后利用Linux系统提供的文件描述符，读取串口数据。通常，使用操作系统提供的C或C++的API函数可以很好地实现串口数据的读取。

Linux提供了多种串口硬件驱动，比如USB、PCMCIA、PCIe、HDLC等，使用者可以根据自己的硬件要求来选择适当的串口驱动。另外，Linux系统还提供了相应的文件描述符写入和读取函数来辅助串口实现多通道收发：

int tty_fd;
int write_num;
char data_buf[100];
//open file descriptor
if((tty_fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY)) == -1)
{ 
 //error
}

//send data
write_num = write(tty_fd, data_buf, sizeof(data_buf));
if(write_num 
{
 //error
}
//read data
read_num = read(userfd, data_buf, sizeof(data_buf));
if(read_num 
{
 //error
}

以上这段代码可以概括为，首先打开设备文件描述符，然后使用write()函数向串口发送数据，最后使用read()函数从串口读取数据，实现客户端设备与串口硬件之间的数据交互。

要想构建一个可靠的串口应用程序，上述代码只涉及串口硬件和文件操作，其本质只是让设备拥有一个可以在操作系统内部读取和写入的文件对象，对于串口与其它外设（如串口设备）之间的交互，上述代码的实现中并没有详细说明，以上只是完成串口设备接入的基本步骤，但是为串口实现多通道收发要更复杂一些。在构建可靠的串口应用程序时，用户还必须正确定义串口参数、协议头尾标识符、CRC校验、重发，这些操作则是应用层完成的，另外，硬件层也会影响串口应用程序的可靠性，比如物理层（工作和使用模式）、中断触发模式等。

总之，在Linux平台上，要非常严谨地构建可靠的串口应用程序，需要考虑的成分非常多，不仅仅局限于硬件层面的接入，还有更复杂的应用层和操作系统层的处理需求。