Linux的串口非标准波特率设置更改

用的是全志的R528 SDK，Linux内核是5.4，新增加一个250000的非标准波特率

参考网络大神文档，实践并记录宝贵的经验。

方法：

1、修改内核的/include/uapi/asm-generic/termbits.h文件

这个CBAUD原来是0010017改为0030017，是用来做掩码计算的。

　　图1

这两个是新加的

　　图2

这个头文件一共更改这三个地方。先说为什么增加波特率使用0020001而不在B4000000后面递增使用0010020，这是因为这个低位的20已经被占用了，

如下图3，所以找了没被占用的位置，0020000的中2这个bit位置在c_cflag中没被占用（c_cflag是用于设置波特率和其他一些信息的）。

第一处的0030017也是这个原因，就是将波特率使用的这些宏定义包含进去。

　　图3

2、/drivers/tty/tty_baudrate.c文件

这个文件就是获取波特率具体数值的文件，应用端的数据传入到内核，内核解析并获得250k波特率这个数值就是在这个文件，

先在文件

头部的波特率列表中增加所需数值，如图4，其中的250000和B250000为新增加。

　　图4

修改函数speed_t tty_termios_baud_rate(struct ktermios *termios)，图5

　　图5

其中圈起来的地方是新加的，这就是根据刚才新加的部分进行波特率修改，新的0020001，与CBAUDEX2进行运算判断高位位置，

之所以cbaud+=30是因为前面已经有了30个波特率了，见图5。这样内核就修改完了。

最后重新编译内核， 重新烧录系统镜像。

3、应用程序测试验证

应用端的配置，应用端通常使用tcsetattr这个函数进行配置，在使能之前，对齐c_cflag进行赋值就可

struct termios , termios_new;

termios_new.c_cflag |= 0020001;

（其余配置省略）

tcsetattr(fdcom, TCSANOW, &termios_new);

这里说一下为什么不能使用cfsetispeed、cfsetospeed 函数。

因为这两个函数只能指定原来标准的波特率，设置我们非标准的0020001的时候就会设置失败

       //ret = cfsetispeed(&newttys1, 0020001);
            //printf("reti = %d\n",ret);
            //ret = cfsetospeed(&newttys1, 0020001);
            //printf("reto = %d\n",ret);

应用层测试代码

baud_test.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

#include "uart_oper.h"

#define UART1_DEV_NAME  "/dev/ttyS1"  /*需根据实际端口修改*/
#define BUF_LEN 100

int main(int argc,char const * argv[])
{

    int fd =-1,ret =-1;
    char buff[BUF_LEN]={0};
    int i =0;
    int n =0;
    int len = BUF_LEN;
    int baud = 0;
    if(argc !=2)
    {
        printf("arg is not 2\n");
        return -1;
    }
    baud = atoi(argv[1]);
    printf("baud =%d\n",baud);
    fd = open(UART1_DEV_NAME, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    if(fd < 0)
    {
        perror("Can't open uart1 port");
        return(void *)"uart1 dev error";
    }
    ret = set_serial(fd,baud, 8, 'N', 1); /*可能需要根据情况调整*/
//    ret = set_serial(fd, 115200, 8, 'N', 1); /*可能需要根据情况调整*/
    if(ret < 0)
    {
        printf("set_serial error\n");
        return -1;
    }

    for(i =0 ;i<100;i++)
    {
        buff[i] =0x55;
    }

    while(1)
    {
        n = write(fd, buff, len);
        printf("n =%d\n",n);
        if(n < 0)
        {
                printf("send write error\n");
                sleep(1);
                return -1;
        }
        sleep(1);

    }

    return 0;
}

uart_oper.c
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include "uart_oper.h"

/**
*@brief  配置串口
*@param  fd:串口文件描述符.
         nSpeed:波特率，
         nBits:数据位 7 or 8，
         nEvent:奇偶校验位，
         nStop：停止位
*@return 失败返回-1；成功返回0；
*/

int set_serial(int fd, int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
    struct termios newttys1, oldttys1;

    /*保存原有串口配置*/
    if(tcgetattr(fd, &oldttys1) != 0)
    {
        perror("Setupserial 1");
        return - 1;
    }

    memset(&newttys1, 0, sizeof(newttys1));
    /*CREAD 开启串行数据接收,CLOCAL并打开本地连接模式*/
    newttys1.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);

    newttys1.c_cflag &=~CSIZE; /*设置数据位*/
    switch(nBits)    /*数据位选择*/
    {
        case 7:
            newttys1.c_cflag |= CS7;
            break;
        case 8:
            newttys1.c_cflag |= CS8;
            break;
        default:break;
    }

    switch(nEvent)  /*奇偶校验位*/
    {
        case '0':
            newttys1.c_cflag |= PARENB; /*开启奇偶校验*/
            newttys1.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); /*INPCK打开输入奇偶校验，ISTRIP 去除字符的第八个比特*/
            newttys1.c_cflag |= PARODD; /*启动奇校验（默认为偶校验）*/
            break;
        case 'E':
            newttys1.c_cflag |= PARENB; /*开启奇偶校验*/
            newttys1.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP); /*INPCK打开输入奇偶校验，ISTRIP 去除字符的第八个比特*/
            newttys1.c_cflag &= ~PARODD; /*启动偶校验*/
            break;
        case 'N':
            newttys1.c_cflag &= ~PARENB; /*无奇偶校验*/
            break;
        default:break;
    }

    switch(nSpeed) /*设置波特率*/
    {
        case 2400:
            cfsetispeed(&newttys1, B2400);
            cfsetospeed(&newttys1, B2400);
            break;
        case 4800:
            cfsetispeed(&newttys1, B4800);
            cfsetospeed(&newttys1, B4800);
            break;
        case 9600:
            cfsetispeed(&newttys1, B9600);
            cfsetospeed(&newttys1, B9600);
            break;
        case 115200:
            cfsetispeed(&newttys1, B115200);
            cfsetospeed(&newttys1, B115200);
            break;
        case 250000:
            //ret = cfsetispeed(&newttys1, 0020001);
            //printf("reti = %d\n",ret);
            //ret = cfsetospeed(&newttys1, 0020001);
            //printf("reto = %d\n",ret);
            newttys1.c_cflag |= 0020001;
            break;
        default :
            cfsetispeed(&newttys1, B9600);
            cfsetospeed(&newttys1, B9600);
            break;
    }

    /*设置停止位*/
    /*停止位为1，则清除CSTOPB,如停止位为2，则激活CSTOPB*/
    if(nStop == 1)
    {
        newttys1.c_cflag &= ~CSTOPB;  /*默认为停止位1*/
    }
    else if(nStop == 2)
    {
        newttys1.c_cflag |= CSTOPB;
    }

    /*设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特别的要求时*/
    newttys1.c_cc[VTIME] = 0; /*非规范模式读取时的超时时间*/
    newttys1.c_cc[VMIN] = 0; /*非规范模式读取时的最小字符数*/

    /*tcflush 清空终端未完成的输入、输出请求及数据
    TCIFLUSH表示清空正接收到的数据，且不读取出来*/
    tcflush(fd, TCIFLUSH);

    /*激活配置使其生效*/
    if((tcsetattr(fd, TCSANOW, &newttys1)) != 0)
    {
        perror("usart set error");
        return - 1;
    }

    return 0;
} 

uart_oper.h
#ifndef __UART_OPER_H__
#define __UART_OPER_H__

int set_serial(int fd, int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);

#endif

编译

arm-openwrt-linux-gcc -c baud_test.c 生成  baud_test.o

arm-openwrt-linux-gcc -c uart_oper.c 生成  uart_oper.o

arm-openwrt-linux-gcc -o tt  baud_test.o  uart_oper.o  连接到一起生成tt测试程序

备注当直接执行arm-openwrt-linux-gcc baud_test.c -o tt 的时候报错，找不到uart_oper.h中的函数。

将tt 拷贝到系统中。

终端执行tt 250000

之后用示波器测串口发出的波形。

波特率传送速率计算：

一、波特率为9600表示的是串口每秒钟可以传输9600bit,每传输1bit所需时间：
1 s / 9600 b i t = 1000000 ( u s ) / 9600 ( b i t ) = 1000 / 9.6 = 104.1667 u s 1s/9600bit = 1000000(us)/9600(bit) =1000/9.6 =104.1667us1s/9600bit=1000000(us)/9600(bit)=1000/9.6=104.1667us
那么8bit就是 104.1667 ∗ 8 = 833.3336 u s 104.1667*8 =833.3336us104.1667∗8=833.3336us
实际项目中，串口通信时数据格式是：起始位+8位数据+奇偶校验位+停止位 ，一般都没有奇偶校验位，所以是10位
也就是一个字节的时间为 104.1667 ∗ 10 = 1041.667 u s 104.1667*10 =1041.667us104.1667∗10=1041.667us
二、波特率为19200每传输1bit所需时间:
1 s / 19200 b i t = 1000000 ( u s ) / 19200 ( b i t ) = 1000 / 19.2 = 52.0833 u s 1s/19200bit=1000000(us)/19200(bit) =1000/19.2 =52.0833us1s/19200bit=1000000(us)/19200(bit)=1000/19.2=52.0833us
三、波特率115200每传输1bit所需时间：
1 s / 115200 b i t = 1000000 ( u s ) / 115200 ( b i t ) = 1000 / 115.2 = 8.6806 u s ； 1s/ 115200bit = 1000000 (us)/ 115200(bit)= 1000/115.2 = 8.6806us；1s/115200bit=1000000(us)/115200(bit)=1000/115.2=8.6806us；
四、波特率为250000每传输1bit所需时间:

1 s / 250000 b i t = 1000000 ( u s ) / 250000( b i t ) = 1000 / 250 = 4 u s ；

从测试结果看是成功的。

4、终端命令行执行设置串口的命令

查询串口配置命令
uart0:
cat /sys/bus/platform/drivers/uart/2500000.uart/ctrl_info
uart 1:
cat /sys/bus/platform/drivers/uart/2500400.uart/ctrl_info

查询
root@TinaLinux:/# stty -a -F /dev/ttyS1
speed 9600 baud;stty: /dev/ttyS1
设置
stty -F /dev/ttyS1 ispeed 115200 ospeed 115200 cs8

参考资料

LINUX的串口非标准波特率更改 - 知乎 (zhihu.com)