Linux串口编程短信篇（一） ——— 串口通信初始化

文章目录

  • 一. 前言
  • 二. 短信篇介绍
  • 三. 串口初始化
    • 3.1 流程图
    • 3.2 代码

一. 前言

 前面关于串口通信，串口编程的文章也总结了许多，之前的有一篇文章，写的是编程实现busybox microcom 工具，将功能模块一一分开，其实有一点多此一举了，但是作为我学习Linux下串口编程的记录，我还是决定不修改这篇博客，但是，既然作为串口编程的c文件，应该将所有用于串口通信的功能模块归纳进一个c文件 comport.c ,头文件均放置在 comport.h 中，然后写一个main函数来进行调用，这样，才是一个更具有整体性和完整性的调试工具，后续也修改了不能发送短信的bug,如果需要源码的可以私聊.

二. 短信篇介绍

作为短信篇的开篇，有必要说明一下我想实现的是什么，需要掌握哪些知识…

无论是busybox 中的microcom还是我自己写出来的comport工具，都有一个头大问题，那就是，发送中文短信时，需要进行PDU的编码，我还记得刚拿到4g模块时，就遇到了很多问题，在ATD终于拨通我的手机那一瞬间，眼泪掉下来，紧接着又百度了AT发送短信的命令，看到发送短信还分为TEXT和PDU简直一脸懵逼，在尝试发送TEXT格式短信成功后，兴奋又准备去尝试PDU格式的短信，可是，当我的鼠标下移后，惊恐的发现，这是一个New World…

终于搞了半天才弄明白怎么发送PDU格式的短信，可是，这仅仅停留在别人全部把现成的编码方式告诉我，而且在UTF-8转Unicode 时，用的还是网页在线转码（有点丢人），在这么一个较为繁琐的编码和计算之下，难免会遇到很多错误，下面是我遇到的一些错误：

  1. 再输入PDU编码前一步是输入AT+CMGS=len，len是PDU编码时的一个中间产物，短信发送时，只有输入的PDU编码严格满足这个值，短信才可以发送.
  2. 网上找了很多方法来实现 UTF-8 转 Unicode ，有使用wchar_t类型借助wcseln函数实现的，有使用iconv函数实现的，但是最终我还是选择搞懂他们之间的转换规则，自己写代码来实现
  3. 编码时可能会漏东西，检测出错误还好，如果恰巧AT+CMGS的值是正确的，那接收到的短信就会是一些奇奇怪怪的文字
  4. 换卡以后，短信中心号码也变了，又要重新按照步骤处理短信中心号
  5. 电话号码也是需要处理的

总结，每发一次短信，都需要折腾很久，而且能一次成功的几率甚小，于是，我就打算写一个程序，只需要输入收件人号码，短信内容就可以发送短信了，就像手机一样，第一个版本需要手动输入短信中心号，不过后来优化了，下面就来看看我是怎么实现的吧~

三. 串口初始化

关于串口的初始化，我在下面这篇博客做了非常详细的讲解，这里，就总体的梳理梳理
传送门

3.1 流程图

打开串口
在这里插入图片描述
因为函数都是自己编写，所以可以统一返回值，我的函数如果不是特殊要求（后面的文章会提到），成功返回0，失败返回负数。

串口初始化
在这里插入图片描述
其他的就不过多赘述了，这些都是为发送短信而铺的基石，文章末尾的博客详细总结了这方面内容。

3.2 代码

串口的初始化，服务于后面的程序，只有先将串口的准备工作做完，才可以进行后面的工作

comport.h

/*********************************************************************************      Copyright:  (C) 2020 LuXiaoyang<920916829@qq.com>*                  All rights reserved.**       Filename:  comport.h*    Description:  This head file of comport.c**        Version:  2.0.0(11/07/20)*         Author:  LuXiaoyang <920916829@qq.com>*      ChangeLog:  1, Release initial version on "11/07/20 16:09:33"*                 ********************************************************************************/
#ifndef  _COMPORT_H_
#define  _COMPORT_H_#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>#define SERIALNAME_LEN 64typedef struct _st_ComportAttr {int               fd;        //串口文件描述符int               BaudRate;  //波特率int               DataBits;  //数据位char              Parity;    //奇偶校验位int               StopBits;  //停止位int               mSend_Len; //单次最大发送长度char              SerialName[SERIALNAME_LEN];  //串口名称struct termios    OldTermios;  //串口的原始属性
}ComportAttr;/* Use the serial port name(comport->SerialName) to open and assign the returned file descriptor to comport->fd */
int comport_open(ComportAttr *comport);/* Set the serial port's baud rate, data bits, parity and other attributes, and set the related Peugeot bits for serial communication */
int comport_init(ComportAttr *comport);/* Send the serial port command in the parameter and can handle the command with too long length */
int comport_send(ComportAttr *comport,char *sbuf,int sbuf_len);/* Receive serial data, you can use select multiplexing to specify the time of read according to the value of timeout */
int comport_recv(ComportAttr *comport,char *rbuf,int rbuf_len,int timeout);/* Close the serial port, clear the serial port buffer, and release the memory */
int comport_close(ComportAttr *comport);#endif   /* ----- #ifndef _COMPORT_H_  ----- */

 
comport.c

/**********************************************************************************      Copyright:  (C) 2020 LuXiaoyang<920916829@qq.com>*                  All rights reserved.**       Filename:  comport.c*    Description:  The file contains the functions of opening, closing, *                  initializing, and communicating with the serial port.*                 *        Version:  1.0.0(11/07/20)*         Author:  LuXiaoyang <920916829@qq.com>*      ChangeLog:  1, Release initial version on "11/07/20 15:07:25"*                 ********************************************************************************/
#include "comport.h"int comport_open(ComportAttr *comport)
{int                retval = -1;if(NULL == comport){printf("%s,Invalid parameter\n",__func__);return retval;}/* * O_NOCTTY表示打开的是一个终端设备，程序不会成为该* 端口的控制终端,O_NONBLOCK使得read处于非阻塞模式 ** */comport->fd = open(comport->SerialName,O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);if(comport->fd < 0){printf("%s,Open %s failed:%s\n",__func__,comport->SerialName,strerror(errno));return -1;}/* 检查串口是否处于阻塞态 */if((retval = fcntl(comport->fd,F_SETFL,0)) < 0){printf("%s,Fcntl check faile.\n",__func__);return -2;}printf("Starting serial communication process ");/* 检查该文件描述符是否对应了终端设备 */if(0 == isatty(comport->fd)){printf("%s:[%d] is not a Terminal equipment.\n",comport->SerialName,comport->fd);return -3;}printf("Open %s successfully.\n",comport->SerialName);return 0;
}int comport_close(ComportAttr *comport)
{if(tcflush(comport->fd,TCIOFLUSH))  //清零用于串口通信的缓冲区{printf("%s,Tcflush faile:%s\n",__func__,strerror(errno));return -1;}/* 将串口设置为原有属性 */if(tcsetattr(comport->fd,TCSANOW,&(comport->OldTermios))){printf("%s,Set old options failed:%s\n",__func__,strerror(errno));return -2;}close(comport->fd);free(comport);return 0;
}/* 初始化串口属性，设置串口用于通信 */
int comport_init(ComportAttr *comport)
{char                  baudrate[32] = {0};struct termios        NewTermios;memset(&NewTermios,0,sizeof(struct termios));memset(&(comport->OldTermios),0,sizeof(struct termios));if(!comport){printf("Invalid parameter.\n");return -1;}/* 获取串口原始属性，这部分是备份 */if(tcgetattr(comport->fd,&(comport->OldTermios))){printf("%s,Get termios to OldTermios failure:%s\n",__func__,strerror(errno));return -2;}/* 获取串口原始属性，这部分用于设置新属性 */if(tcgetattr(comport->fd,&NewTermios)){printf("%s,Get termios to NewTermios failure:%s\n",__func__,strerror(errno));return -3;}/* 修改控制模式，保证程序不会占用串口 */NewTermios.c_cflag |= CLOCAL;/*  For example:*   *      c_cflag:   0 0 0 0 1 0 0 0*      CLOCAL:  | 0 0 0 1 0 0 0 0*              --------------------*                 0 0 0 1 1 0 0 0*                *  Finally:**     c_flag = 0 0 0 1 1 0 0 0;** *//* 启动接收器，能够从串口中读取输入数据 */NewTermios.c_cflag |= CREAD;/*  CSIZE字符大小掩码，将与设置databits相关的标致位置零 */NewTermios.c_cflag &= ~CSIZE;/* For example:**      CSIZE = 0 1 1 1 0 0 0 0 ---> ~CSIZE = 1 0 0 0 1 1 1 1**      c_cflag:    0 0 1 0 1 1 0 0*      ~CSIZE:  &  1 0 0 0 1 1 1 1     *              -----------------------*                  0 0 0 0 1 1 0 0** Finally:**     c_cflag = 0 0 0 0 1 1 0 0** */NewTermios.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
/* * ICANON: 标准模式* ECHO:   回显所输入的字符* ECHOE:  如果同时设置了ICANON标志，ERASE字符删除前一个所输入的字符，WERASE删除前一个输入的单词* ISIG:   当接收到INTR/QUIT/SUSP/DSUSP字符，生成一个相应的信号** */NewTermios.c_iflag &= ~(BRKINT | ICRNL | INPCK | ISTRIP | IXON);
/* * BRKINT: BREAK将会丢弃输入和输出队列中的数据(flush)，并且如果终端为前台进程组的控制终端，则BREAK将会产生一个SIGINT信号发送到这个前台进程组* ICRNL:  将输入中的CR转换为NL* INPCK:  允许奇偶校验* ISTRIP: 剥离第8个bits* IXON:   允许输出端的XON/XOF流控** *//* OPOST: 表示处理后输出，按照原始数据输出 */NewTermios.c_oflag &= ~(OPOST);if(comport->BaudRate){sprintf(baudrate,"B%d",comport->BaudRate);cfsetispeed(&NewTermios,(int)baudrate); //设置输入输出波特率cfsetospeed(&NewTermios,(int)baudrate);}else{cfsetispeed(&NewTermios,B115200);cfsetospeed(&NewTermios,B115200);}/* 设置数据位 */switch(comport->DataBits){case '5':NewTermios.c_cflag |= CS5;break;case '6':NewTermios.c_cflag |= CS6;break;case '7':NewTermios.c_cflag |= CS7;break;case '8':NewTermios.c_cflag |= CS8;break;default:NewTermios.c_cflag |= CS8;  //默认数据位为8break;}/* 设置校验方式 */switch(comport->Parity){/* 无校验 */case 'n':case 'N':NewTermios.c_cflag &= ~PARENB;NewTermios.c_iflag &= ~INPCK;break;/* 偶校验 */case 'e':case 'E':NewTermios.c_cflag |= PARENB;NewTermios.c_cflag &= ~PARODD;NewTermios.c_iflag |= INPCK;break;/* 奇校验 */case 'o':case 'O':NewTermios.c_cflag |= PARENB;NewTermios.c_cflag |= PARODD;NewTermios.c_iflag |= INPCK;/* 设置为空格 */case 's':case 'S':NewTermios.c_cflag &= ~PARENB;NewTermios.c_cflag &= ~CSTOPB;/* 默认无校验 */default:NewTermios.c_cflag &= ~PARENB;NewTermios.c_iflag &= ~INPCK;break;}/* 设置停止位 */switch(comport->StopBits){case '1':NewTermios.c_cflag &= ~CSTOPB;break;case '2':NewTermios.c_cflag |= CSTOPB;break;default:NewTermios.c_cflag &= ~CSTOPB;  //默认使用1位作为停止位break;}NewTermios.c_cc[VTIME] = 0;  //最长等待时间NewTermios.c_cc[VMIN] = 2;  //最小接收字符 comport->mSend_Len = 128;  //若命令长度大于mSend_Len,则每次最多发送为mSend_Len/*  清空用于串口通信的输入输出缓存区 */if(tcflush(comport->fd,TCIFLUSH)){printf("%s,Failed to clear the cache:%s\n",__func__,strerror(errno));return -4;}/* 设置串口属性，除了查看波特率的函数，其余用于串口通信的函数成功均返回0 */if(tcsetattr(comport->fd,TCSANOW,&NewTermios) != 0){printf("%s,tcsetattr failure:%s\n",__func__,strerror(errno));return -5;}printf("Comport Init Successfully......\n");return 0;}/* 向串口发送相关指令 */
int comport_send(ComportAttr *comport,char *sbuf,int sbuf_len)
{char     *ptr,*end;int       retval;if(!comport || !sbuf || sbuf_len <= 0){printf("%s,Invalid parameter.\n",__func__);return -1;}if(sbuf_len > comport->mSend_Len)  //指令长度实际长度大于单次发送的最大长度，则每次发送单次发送的最大长度{ptr = sbuf;end = sbuf + sbuf_len;do{if(comport->mSend_Len < (end - ptr))  //剩余长度大于单次发送的最大长度{retval = write(comport->fd,ptr,comport->mSend_Len);if(retval <= 0 || retval != comport->mSend_Len){printf("Write to com port[%d] failed:%s\n",comport->fd,strerror(errno));return -2;}ptr += comport->mSend_Len;}else{retval = write(comport->fd,ptr,(end - ptr));  //剩余长度可一次性发送if(retval <= 0 || retval != (end - ptr)){printf("Write to com port[%d] failed:%s\n",comport->fd,strerror(errno));return -3;}ptr += (end - ptr);}}while(end > ptr);}else{retval = write(comport->fd,sbuf,sbuf_len);if(retval <= 0 || retval != sbuf_len){printf("Write to com port[[%d] failed:%s\n",comport->fd,strerror(errno));return -4;}}return retval;
}int comport_recv(ComportAttr *comport,char *rbuf,int rbuf_len,int timeout)
{int                   retval;fd_set                rset;struct timeval        time_out;if(!rbuf || rbuf_len <= 0){printf("%s,Invalid parameter.\n",__func__);return -1;}if(timeout) //如果传入该参数，则调用select指定读的阻塞时间{time_out.tv_sec = (time_t)timeout;time_out.tv_usec = 0;FD_ZERO(&rset);FD_SET(comport->fd,&rset);retval = select(comport->fd + 1,&rset,NULL,NULL,&time_out);if(retval < 0){printf("%s,Select failed:%s\n",__func__,strerror(errno));return -2;}else if(0 == retval){printf("Time Out.\n");return 0;}}/* 延时，避免数据还未到 */usleep(1000);retval = read(comport->fd,rbuf,rbuf_len);if( retval <= 0){printf("%s,Read failed:%s\n",__func__,strerror(errno));return -3;}return retval;}

具体标志位的设置，函数的使用，comport_send(),comport_recv() 的实现思路，请参考下方博客，要想完成这个程序，搞懂初始化的步骤很有必要：

Linux串口编程

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