一.串口介绍

串口设备是嵌入式开发中最常用的外设之一，通过串口打印信息可以调试程序的运行，通 过串口也可以链接很多种外设，比如串口打印机，蓝牙，wifi，GPS，GPRS 等等。

数据传输方式：

串口通信使用的是串行传输方式，即将数据按照顺序一个一个地发送或接收。每个数据位 都在一定的时间间隔内发送或接收。串口使用两条数据线（TXD，RXD）和一条地线（GND） 进行传输。

数据格式：

串口通信使用的是异步传输方式，数据被分成固定大小的数据帧，每个数据帧由起始位、 数据位、校验位和停止位组成，通常称为“帧”。其中起始位和停止位用于标识数据帧的开始和 结束，校验位用于检验数据传输的准确性。数据位的数量一般为 7 位或 8 位。

波特率：

波特率是指数据传输的速度，也称为比特率，表示每秒钟可以传输多少个二进制数据位。 波特率越高，数据传输的速度就越快。常见的波特率有 9600bps、19200bps、38400bps、115200bps 等。

二.串口节点介绍

在嵌入式设备中，串口设备通常以字符设备节点的形式出现在 Linux 系统中。在 Linux 系 统中，每个设备都由一个设备节点（device node）来表示，设备节点是与设备相关联的一个文 件，以/dev 目录下的文件形式存在。 串口设备节点通常以 tty 开头，具体命名方式根据串口的类型和数量不同而不同。开发板 系统启动之后，使用以下命令打印终端设备节点。

查看串口ttyS2是否有数据输出：

cat /dev/ttyS2

 三.使用uart读取模块串口数据

下图为uart读取一帧数据，数据位所代表的解析：

串口编程：解析串口数据

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <string.h>

unsigned char *PM25_data;
unsigned char *VOC_data;
unsigned char *CO2_data;
unsigned char *Temp_Humi_data;


static void unpackMcuData(unsigned char *buf, int size)
{
    if (size < 5) {
        return;
    } 

    if (buf[0] != 0x55 && buf[1] != 0xaa) {
        return;
    }

    int dataSize = (int)buf[2];
    if ((buf[dataSize+ 2] != 0x0d) && (buf[dataSize + 2] != 0x0a)) {
        return;
    }

    unsigned char crc = 0;
    for (int i = 2; i < dataSize + 1; i++) {
        crc ^= buf[i];
    }

    if (crc != buf[dataSize + 1]) {
        return;
    }
    switch (buf[3]) {
        case 0x02 : {
            PM25_data = 0;
            PM25_data |= (((int)buf[9] & 0xff) << 8); //PM2.5 H
            PM25_data |= ((int)buf[10] & 0xff);        //PM2.5 L

            PM25_data |= (((int)buf[11] & 0xff) << 24); //PM10 H
            PM25_data |= (((int)buf[12] & 0xff) << 16); //PM10 L
            break;
        }
        case 0x03 : {
            VOC_data = 0;
            VOC_data |= (((int)buf[4] & 0xff) << 8); //VOC H
            VOC_data |= ((int)buf[5] & 0xff);        //VOC L
            break;
        }
        case 0x04 : {
            CO2_data = ((int)buf[8] & 0xff) * 256 + ((int)buf[9] & 0xff);
            break;
        }
        case 0x05 : {
            Temp_Humi_data = 0;
            Temp_Humi_data |= (((int)buf[4] & 0xff) << 24); //humi H
            Temp_Humi_data |= (((int)buf[5] & 0xff) << 16); //humi L
            Temp_Humi_data |= (((int)buf[6] & 0xff) << 8); //Temp H
            Temp_Humi_data |= ((int)buf[7] & 0xff);         //humi L
            break;
        }
        default : break;
    }
}

void *getMcuData(void *ptr)
{
    #if 1
    struct termios new_options, old_options;
    fd_set r_fds;
    struct timeval timeout;
    #define SET_IO_SPEED B115200
    static unsigned char _cmdLine[64];
    static unsigned int _u8ReceivedBytes = 0;
    int ret = 0;
    input_fd = open(MCU_TTY_PORT, O_RDWR| O_NOCTTY | O_NDELAY );
    if(input_fd == -1)
    {
        printf(" error open %s\n", MCU_TTY_PORT);
        return 0;
    }
    //fcntl(input_fd, F_SETFL, FNDELAY);
    tcgetattr(input_fd, &old_options); // 获取串口的设置选项
    // config ttyS0 not do local ECHO, turn off flow control
    tcgetattr(input_fd, &new_options);
    new_options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ECHOK | ECHONL | ECHOCTL | ECHOPRT | ECHOKE | ISIG);
    new_options.c_iflag  &= ~(INPCK | INLCR | ICRNL | IUCLC | IXON | IXOFF);
    new_options.c_oflag  &= ~OPOST;   // raw output
    speed_t setiospeed=115200;
    cfsetispeed(&new_options, setiospeed);  // 设置波特率
    cfsetospeed(&new_options, setiospeed);
    tcsetattr(input_fd, TCSANOW, &new_options);  // 把新的设置应用到串口上
    
    while(1){

        timeout.tv_sec = 0;
        timeout.tv_usec = 10*1000; // 10 ms
        FD_ZERO(&r_fds);
        FD_SET(input_fd, &r_fds);
        ret = ::select(input_fd + 1, &r_fds, NULL, NULL, &timeout); //阻塞
        if(ret == 0)
        {
            continue;
        }
        else if(ret > 0 && FD_ISSET(input_fd, &r_fds))//else if(ret > 0)
        {
            ret = read(input_fd, _cmdLine, sizeof(_cmdLine)); //读取串口数据
            if(ret <= 0)
            {
                continue;
            }
            char str[128] = {0};
            sprintf(str, "recv: %02x %02x %02x %02x ", _cmdLine[0], _cmdLine[1], _cmdLine[2], _cmdLine[3]);
            printf(" 6 data %s\n", str);
            unpackMcuData(_cmdLine, ret);

        }
    }
    #endif
}

int main(void)
{
    pthread_t tid;
    pthread_attr_t thr_attr;
    pthread_attr_init(&thr_attr);
    if ((pthread_create(&tid, &thr_attr, getMcuData, (void *)NULL)) == -1){
        printf("getMcuData create error!\n");
        return -1;
    }

    return 0;
}