stty 命令。Linux串口设置半双工模式
在Linux系统中，串口通信是一种重要的通信方式，根据不同的应用需求，串口可以配置为全双工或半双工模式，本文将详细介绍如何在Linux下设置串口的半双工模式，包括基础知识、具体步骤和实战指南。
一、基础知识介绍
什么是串行通信？
串行传输指每次只传输1位（bit）数据，当需要发送1字节（8bit）的数据时，就需要发送8次，每个位可能是0（off）或1（on），这种传输方式的速度通常用每秒传输的字节数bps（bits-per-second）或者波特率（baud）表示。
串行信号定义
在Unix下有6个定义：
GND: Logic Ground 参考电压。
TXD: Transmitted Data 用于发送数据给RXD接收。
RXD: Received Data 用于接收从TXD发来的数据。
DCD: Data Carrier Detect 通常来自串口连接线的另一端，该信号线出现space电压就表示另一端的设备已经连接。
DTR: Data Terminal Ready 用来告诉另一端的设备是否准备好了，space电压表示准备好了。
CTS: Clear To Send 通常用来协调串口之间的串行数据流。
RTS: Request To Send 如果RTS信号被设置成space电压，这表示你准备好了一些数据需要发送。
全双工与半双工
全双工：指计算机或者设备可以同时接受和发送数据。
半双工：指计算机或者设备不能同时接受和发送数据，某一时刻只能发送或者接受。
二、Linux下设置串口半双工模式的步骤
1. 打开串口
使用open(2)系统调用/函数来访问串口功能。
int fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd == -1) {
printf("open port fail
");
exit(-1);
}
printf("open port ok
");O_RDWR表示读写权限，O_NOCTTY表示这个程序不会成为端口的控制终端，O_NDELAY表示非阻塞模式。
2. 配置串口参数
通过termios结构体和POSIX控制函数来设置串口参数，常用的函数包括：
tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p)：获取终端属性。
tcsetattr(int fd, int optional_actions, struct termios *termios_p)：设置终端属性。
cfsetispeed(struct termios *termios_p, speed_t speed)：设置输入波特率。
cfsetospeed(struct termios *termios_p, speed_t speed)：设置输出波特率。
示例代码如下：
struct termios options; tcgetattr(fd, &options); cfsetispeed(&options, B115200); // 设置输入波特率为115200 cfsetospeed(&options, B115200); // 设置输出波特率为115200 options.c_cflag &= ~PARENB; // 无奇偶校验位 options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1位停止位 options.c_cflag &= ~CSIZE; // 屏蔽数据位 options.c_cflag |= CS8; // 8数据位 options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD | CLOCAL); // 使能本地连接和接收使能 tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); // 立即更改配置
3. 设置半双工模式
对于某些特殊应用，如AX-12数字舵机的驱动，需要配置单线半双工模式，以下是配置步骤：
GPIO引脚配置：将串口引脚配置为开漏模式。
库函数调用：使用USART_HalfDuplexCmd()函数启用半双工模式。
void USART_Half_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_USART1);
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_HalfDuplexCmd(USART1, ENABLE); // 启用半双工模式
USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 启用USART1
USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); // 清除传输完成标志
}注意：在某些情况下，需要外接上拉电阻至3.3V以确保通信正常。
4. 数据传输
在配置完成后，可以进行数据的发送和接收操作，发送数据使用write()函数，接收数据使用read()函数，为了确保非阻塞模式，可以使用fcntl()函数设置：
fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY); // 设置为非阻塞模式
示例代码如下：
char TxBuffer1[] = "Hello";
char RxBuffer2[10];
int NbrOfDataToRead2 = sizeof(TxBuffer1)/sizeof(char);
while(NbrOfDataToRead2--) {
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); // 等待发送完成
USART_SendData(USART1, TxBuffer1[TxCounter1++]); // 发送数据
while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == RESET); // 等待接收完成
RxBuffer2[RxCounter2++] = USART_ReceiveData(USART2); // 接收数据
}三、常见问题解答
Q1: 如何判断串口是否支持半双工模式？
A1: 串口是否支持半双工模式主要由硬件决定，通常情况下，RS-232和RS-485接口都支持半双工模式，可以通过查阅设备手册或咨询制造商来确认具体的硬件能力，软件层面上，可以通过配置相应的寄存器来实现半双工模式。
Q2: 在半双工模式下，如何避免数据冲突？
A2: 在半双工模式下，为了避免数据冲突，通常会采用以下方法：
协议约定：双方设备通过协议约定好何时发送数据，何时接收数据，一方发送完数据后立即切换到接收模式，另一方则在接收到数据后再切换到发送模式。
硬件流控：使用RTS/CTS（Request to Send/Clear to Send）信号来进行硬件流控，确保在发送数据前检查对方是否准备好接收数据。
软件流控：通过软件实现流控机制，例如使用特殊的字符（如XON/XOFF）来控制数据流的开始和结束。
通过以上步骤和注意事项，可以在Linux环境下成功配置串口的半双工模式，并实现稳定的串口通信，希望本文对您有所帮助！
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