它不仅是一种标准的串行通信协议,更是Linux操作系统中设备间数据传输的核心机制之一
本文将深入探讨Linux下UART调用的具体实现、注意事项以及常见问题的解决方案,帮助开发者更好地理解和应用这一技术
一、UART概述 UART,全称为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,即通用异步收发传输器,是一种用于异步串行通信的硬件接口
在Linux系统中,UART设备被归类为tty设备的一部分,属于tty驱动的实现范畴
UART的通信原理相对简单,通过发送和接收引脚(TX和RX),以特定的波特率传输数据
在Linux内核中,UART驱动的实现包含驱动抽象层和硬件实现层
驱动抽象层提供了一套API供硬件实现层使用,这些API包括注册/释放UART驱动、添加/移除UART端口/设备、端口挂起和恢复、读写操作等
硬件实现层则负责具体的硬件操作,如端口的物理配置、中断处理等
二、UART数据结构及核心API 在Linux UART驱动中,有几个重要的数据结构,它们共同构成了UART驱动的核心框架
1.uart_driver:这是UART的私有驱动结构,包含了tty_driver相同的变量以及UART相关的变量
uart_driver结构定义了驱动名称、设备名称、主设备号、次设备号、串口设备数等基本信息,并关联了tty_driver结构,用于描述tty驱动
2.uart_port:该结构用于描述串口端口的物理信息,如I/O端口或I/O内存地址、FIFO大小、端口类型、串口时钟等
uart_port结构是UART硬件操作的基础,包含了大量的控制方法和状态信息
UART驱动抽象层提供了一系列核心API,供硬件实现层使用
这些API包括: - uart_register_driver:注册UART驱动,为uart_driver分配资源,并初始化tty_driver结构
- uart_unregister_driver:释放UART驱动,释放分配的资源
- uart_add_one_port:添加一个UART端口/设备,配置端口信息,并注册tty设备
- uart_remove_one_port:移除一个UART端口/设备,释放相关资源
- uart_suspend_port和uart_resume_port:分别用于挂起和恢复UART端口
- uart_write_wakeup和uart_insert_char:用于UART的读写操作
三、Linux下UART调用实例 在Linux系统中,UART设备的文件通常位于/dev目录下,如/dev/ttyS0、/dev/ttyS1等(对于USB转串口设备,可能是/dev/ttyUSB0、/dev/ttyUSB1等)
通过标准的文件操作接口(如open、read、write、close等),开发者可以在用户空间对UART设备进行读写操作
以下是一个简单的UART通信示例,展示了如何在Linux下使用C语言进行UART设备的读写操作
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