操作外设(《精通Unix下C语言编程与项目实践》之四)_精通Unix
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精通Unix下C语言编程与项目实践之四
操作连接串口的外设实例 
作者:朱云翔,胡平
 

8.4.1 操作连接串口的外设

本处以ZY506SV密码键盘为实例,讲述外部设备的操作方法。我们首先看看密码键盘的设置命令,如表8-7所示:
8-7 ZY506SV密码键盘命令参考
功能
命令
      
输入密码
82H
绿灯亮,红灯灭。语音:“您好,请输入密码”
客户每输入一键,密码键盘就将该键的ASCII字符发送给主机。 
    再次输入密码
81H
红灯亮,绿灯灭。语音:“请再输入一次密码”
    关闭密码键盘
83H
关灯,关闭小键盘
外设操作可分为打开终端、外设读写和关闭串口等3个步骤:

1. 打开终端

串口连接外设和主机,打开了串口终端设备,就开启了主机与外设之间的一道门,开启了它们之间的逻辑联系。
代码8-3描述了打开终端设备文件的操作集合,它首先open串口终端设置文件,并将串口终端参数设置为:原始模式输入(~ICANON)、波特率为9600B9600)、每次只接收一个字符(VMIN=1VQUIT=0)、不回显字符(~ECHO)、输入输出均不进行CRNL转换(~ICRNL~ONLCR)和字符处理后不延时输出(TAB0OPOST)。
注意,设置终端参数时切记备份原有终端设置;参数devname记录了设备文件名称,打开串口时可传入字符串“/dev/tty1a”等,不同的Unix系统的设备文件名略有不同。
代码8-3 打开设备文件函数(节自/code/chapter8/term2.c
int OpenTTY(char *devname)
{
    int fd;
    if((fd=open(devname,O_RDWR))==-1)
    {
        fprintf(stderr, "打开终端[%s]出错!", devname);
        return(-1);
    }
    if((ioctl(fd, TCGETA, &oldtty))==-1)
    {
        fprintf(stderr, "取终端[%s]参数出错!", devname);
        close(fd);
        return(-1);
    }
    newtty=oldtty;
    newtty.c_iflag &= ~ICRNL;
    newtty.c_oflag = newtty.c_oflag & ~ONLCR & TAB0 | OPOST;
    newtty.c_lflag = newtty.c_lflag & ~ICANON & ~ECHO;
    newtty.c_cflag |= B9600;
    newtty.c_cc[VMIN]=1;
    newtty.c_cc[VQUIT]=0;
    if((ioctl(fd, TCSETA, &newtty)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "设置终端[%s]参数出错!", devname);
        close(fd);
        return(-1);
    }
    return(fd);
}

2. 外设读写

直接向打开的串口设备文件中执行readwrite操作。
1. 密码键盘执行“输入密码”命令。已知fd是打开的设备文件描述符,且已经完成终端参数设置。
答:向文件fd中写入数据“0x82”。如代码8-4所示:
代码8-4 写入“输入密码”命令(节自/code/chapter8/term2.c
void InputSe(int fd)
{
    char buf[3];
    buf[0] = 0x82;
    buf[1] = 0;
    write(fd, buf, 1);
}
2. 读取密码键盘输入(长度为6字符)。已知fd是打开的设备文件描述符,已经完成终端参数设置,并且向密码键盘发出了输入密码命令。
答:从文件fd中读取6个字符即可。如代码8-5所示:
代码8-5 外设输入(节自/code/chapter8/term2.c
int ReadFromSe(int fd, char *buf, int len)
{
    int i = 0;
    buf[0] = 0;
    while (i < len)
    {
        read(fd,&buf[i],1);
        buf[i] &= 0x7f;
        i++;
    }
    buf[i]=0;
    return(i);
}
理论上,函数ReadFromSe中还应该加上输入有效性判断和超时处理:只读取密码键盘中输入的数字和回车符,忽略其它错误性输入;长时间未接收密码键盘输入时,函数应该自动退出。这些完善性工作,留给读者完成。
3. 密码键盘执行“关闭密码键盘”命令。已知fd是打开的设备文件描述符,且已经完成终端参数设置。
答:向文件fd中写入数据“0x83”。如代码8-6所示:
代码8-6 写入“关闭密码键盘”命令(节自/code/chapter8/term2.c
void CloseSe(int fd)
{
    char buf[3];
    buf[0] = 0x83;
    buf[1] = 0;
    write(fd, buf, 1);
}

3. 关闭终端

 恢复终端参数设置后关闭文件描述符。如代码8-7所示:
代码8-7 关闭外设和串口文件(节自/code/chapter8/term2.c
int CloseTTY(int fd)
{
    if((ioctl(fd, TCSETA, &oldtty))==-1 )
    {
        fprintf(stderr, "设置终端参数出错!");
        close(fd);
        return(-1);
    }
    close(fd);
     return(0);
}

实例

为了理解外设的基本用法,本处设计一个使用密码键盘的例子,如代码8-8所示:
代码8-8 密码键盘使用实例(节自/code/chapter8/term2.c
#include <unistd.h>
#include <termio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
struct termio oldtty, newtty;
void main()
{
    int fd;
    char buf[10];
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    if ((fd = OpenTTY("/dev/tty1a")) == -1) return;/* 打开串口1 */
    InputSe(fd);                                    /* 发布”输入密码“命令 */
    ReadFromSe(fd, buf, 6);                         /* 读取密码键盘输入 */
    fprintf(stderr, "input [%s]\n", buf);           /* 显示输入数据 */
    CloseSe(fd);                                    /* 关闭密码键盘 */;
    CloseTTY(fd);                                   /* 关闭串口设备 */
}
编译和运行代码8-8
# make term2
        cc -O -o term2 term2.c
# ./term2               /* 密码键盘提示:您好,请输入密码。用户输入密码123456 */
123456                  /* 回显输入的密码数据 */
 
 
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