Linux下ARM和单片机的串口通信设计.pdf

【Linux下的串口通信设计】 在嵌入式系统中，串口通信是一种常见的设备间数据传输方式，尤其在Linux操作系统下，它为ARM处理器和单片机之间的通信提供了便利。本文将详细介绍Linux环境下ARM处理器（以S3C2440为例）与C8051Fxxx系列单片机进行串口通信的设计方法。 串口通信的基本原理是通过串行数据线（TXD和RXD）进行数据的发送和接收，通常还包含一个共同的地线（GND）来确保信号的稳定。在Linux系统中，串口通信通常通过标准输入/输出设备文件（如/dev/ttyS*）进行操作。开发者可以使用标准I/O函数或者专门的串口库（如libserialport）来读写这些设备文件，实现数据的收发。 对于硬件连接，S3C2440和C8051Fxxx系列单片机的串口接口可以直接相连，因为它们都工作在3.3V电压下，无需额外的电平转换。连接时，S3C2440的TXD引脚应连接到C8051Fxxx的RXD引脚，反之亦然，同时确保两者共地。 在软件设计方面，需要配置串口参数，包括波特率（如9600、19200等）、数据位（通常为8位）、停止位（1位或2位）、校验位（无校验、奇校验或偶校验）。在Linux中，可以通过`termios`结构体和`tcsetattr()`函数来设置这些参数。此外，还需要编写读写函数，利用`read()`和`write()`系统调用来实现数据的收发。 在实际应用中，为了保证通信的可靠性，通常会添加错误检测机制，如CRC校验或者简单的奇偶校验。同时，为了处理异步通信中的中断和数据丢失问题，可以使用信号量或者互斥锁来同步访问串口资源。 针对ARM9处理器S3C2440，其内建的串行通信接口（UART）在Linux内核中被抽象为设备驱动，开发者可以通过系统调用直接操作。而C8051Fxxx单片机通常需要编写固件来实现串口功能，这可能涉及中断服务程序和DMA（直接存储器访问）控制，以提高传输效率。 总结来说，Linux下ARM和单片机的串口通信设计涉及硬件连接、串口参数配置、通信协议以及错误处理等多个方面。通过合理的硬件设计和软件编程，可以实现稳定、高效的串口通信，满足数据采集系统、控制系统等应用场景的需求。这种方法不仅适用于S3C2440和C8051Fxxx，也广泛适用于其他Linux ARM处理器和不同类型的单片机。