深入理解 C语言 termios.h 库（小白也能掌握的 Linux 终端与串口通信编程指南）

什么是 termios.h？

termios.h 是 POSIX 标准中用于控制终端 I/O（输入/输出）的头文件。它提供了一套结构体和函数，允许你配置串行端口（如 /dev/ttyS0、/dev/ttyUSB0）或标准输入（stdin）的行为，比如波特率、数据位、停止位、奇偶校验、回显开关等。

在 Linux终端控制 和 串口通信 场景中，termios.h 是不可或缺的工具。

核心结构：struct termios

使用 termios.h 的关键在于 struct termios 结构体。它包含多个字段，用于描述终端的当前配置：

• c_iflag：输入模式标志（如是否处理特殊字符）
• c_oflag：输出模式标志
• c_cflag：控制模式标志（如波特率、数据位、停止位）
• c_lflag：本地模式标志（如是否启用回显）
• c_cc[]：特殊字符数组（如 Ctrl+C 的中断字符）

常用函数

操作 termios 配置主要用到以下三个函数：

• tcgetattr(fd, &options)：获取当前终端属性
• tcsetattr(fd, TCSANOW, &options)：立即应用新的终端属性
• cfmakeraw(&options)：将终端设置为原始模式（常用于串口通信）

实战：打开并配置串口

下面是一个完整的 C 语言示例，展示如何使用 termios.h 打开串口设备（例如 /dev/ttyUSB0），并将其配置为 9600 波特率、8 数据位、无奇偶校验、1 停止位（即“8N1”格式）。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <errno.h>#include <termios.h>#include <string.h>int open_serial_port(const char *port) {    int fd = open(port, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);    if (fd < 0) {        perror("Error opening serial port");        return -1;    }    struct termios tty;    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {        perror("Error from tcgetattr");        close(fd);        return -1;    }    // 设置为原始模式（禁用回显、行缓冲等）    cfmakeraw(&tty);    // 设置波特率为 9600    cfsetospeed(&tty, B9600);    cfsetispeed(&tty, B9600);    // 设置数据位、停止位、奇偶校验（8N1）    tty.c_cflag &= ~PARENB;            // 无奇偶校验    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;            // 1 个停止位    tty.c_cflag &= ~CSIZE;             // 清除数据位掩码    tty.c_cflag |= CS8;                // 8 位数据    // 禁用硬件流控    tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;    // 启用接收器，忽略调制解调器控制线    tty.c_cflag |= CREAD | CLOCAL;    // 应用配置    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) {        perror("Error from tcsetattr");        close(fd);        return -1;    }    return fd;}int main() {    int serial_fd = open_serial_port("/dev/ttyUSB0");    if (serial_fd < 0) {        fprintf(stderr, "Failed to open serial port\n");        return EXIT_FAILURE;    }    printf("Serial port opened successfully!\n");    // 这里可以使用 read() 和 write() 进行通信    // 例如：write(serial_fd, "Hello", 5);    close(serial_fd);    return EXIT_SUCCESS;}

注意事项

• 确保你有权限访问串口设备（通常需要加入 dialout 用户组）
• 不同平台（如 macOS）的 termios 实现有细微差异
• 串口通信是阻塞操作，必要时可配合 select() 或多线程使用

总结

通过本文，你应该已经掌握了 C语言 中使用 termios.h 进行 Linux终端控制 和 串口通信 的基本方法。无论是调试嵌入式设备，还是编写底层通信程序，这项技能都非常实用。

记住：实践是最好的老师。尝试连接一个真实的串口设备，运行上面的代码，观察效果，你会进步得更快！

关键词回顾：C语言、termios.h、串口通信、Linux终端控制