介紹

POSIX 作業系統串列埠程式設計指南將教會你如何成功、有效和可移植地在你的UNIX?工作站或PC上程式設計。 每章提供的程式設計樣例使用POSIX (UNIX可移植標準)終端控制函數，少量修改就可以運行于IRIX®, HP-UX, SunOS®, Solaris®, Digital UNIX®, Linux®, 和許多其它的UNIX作業系統。 你將發現下不同作業系統之間的最大差別是 串列埠設備和鎖定檔 的名字。

許可

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組織

這篇指南由以下章節和附錄組成:

• 第一章，串列埠程式設計基礎
  
• 第二章，配置串列埠
  
• 第三章，與MODEM通訊
  
• 第四章，高級串列埠程式設計
  
• 附錄A，RS-232引腳
  
• 附錄B，ASCII控制碼
  
• 附錄C，GNU自由文檔許可
  
• 附錄D，修改歷史

第一章，串列埠通訊基礎

這章介紹了串列埠通訊，RS-232和其它一些在計算機上廣泛使用的標準，同時還有如何從C程式存取串列埠的內容。

什麼是串列埠通訊?

計算機一次傳輸一或多位元的訊息（數據）。串列埠是指一次傳輸一位元數據。串列埠通訊包括了大多數的網路設備、鍵盤、 麥克風，數據機和終端。當進行串列埠通訊時，你傳送或接受的每個字（例如︰位元組或字元）是以每次一位元傳輸的。 每位 或者為on 或者 off。有時你也能聽到以mark 表示 on 狀態和 space 表示 off 狀態。

串接資料的速度常表示為位元率 ("bps") 或鮑率 ("baud")。這只是用于表示每秒能夠傳送的1和0的數量。 追溯到計算機時代的早期，300bps被認為是很快的速度，但今天的計算機能夠控制RS-232速度高達430,800bps﹗ 當鮑率超過1,000，你通常將看到速度被表示為千bps，或kbps （例如9.6k, 19.2k等等）。對于超過1,000,000的 速度表示為兆bps，或者Mbps （例如1.5Mbps）。

當提及串列埠設備或端點的時候，他們被表明數據通訊設備 ("DCE")或者數據終端設備 ("DTE")。 這之間的差別很簡單每對信號，例如傳送和接受，都需要交換。當連接兩個DTE或兩個DCE界面到一起的時候，需要使用一 個串列埠null-MODEM 纜線或適配卡來交換信號對。

什麼是 RS-232?

RS-232一標準的串列埠通訊電氣界面，由 Electronic Industries Association ("EIA")定義。RS-232實際分為三部分(A, B和C)，每部分都定義了不同的 on 與 off 間的電壓等級。最為常用的是RS-232C，它定義mark (on) 一位元電壓在-3V到-12V之間和space (off)一位元在電壓+3V到 +12V之間。 RS-232C定義這些信號可以傳輸達25英尺 (8米)有效。只要鮑率足夠低，你通常能夠傳送更長的距離。

除了輸入和輸出數據的引線，還有提供時間，狀態和握手信號的引線︰

其它兩個你可能也看到過的串列埠界面標準是RS-422和RS-574。RS-422使用低電壓和微分信號， 允許線纜長度到 1000英尺 (300米)。RS-574定義了9-pin PC串列埠界面和電壓。

信號定義

RS-232標準定義了18種不同的串列埠通訊信號。當然，在UNIX環境下只有6種。

GND - Logic Ground 邏輯地

學術上而言，邏輯地不是個信號，但沒有它，其它信號都不能工作。簡而言之，邏輯地作為參考電壓， 從而使電子器件知道某個電壓是正或負。

TXD - Transmitted Data 傳送數據

TXD信號傳送數據從你的工作站到計算機或在另一端的設備(例如MODEM)。一個mark電壓被解釋為1，與 此同時一space電壓被解釋為0。

RXD - Received Data 接受數據

RXD信號傳送數據從計算機或另一端的設備到你的工作站。類似TXD，mark和space電壓相應地被解釋為1和0。

DCD - Data Carrier Detect 載波偵聽

DCD信號接受你的串列埠電纜另一頭的計算機或其它設備信號。一個space電壓表示計算機或設備當前連接著或在線。DCD並不總可用或存在。

DTR - Data Terminal Ready 數據終端準備好

DTR信號由你的工作站產生，告訴另一端的計算機或設備你準備好了 (一個space電壓) 或者沒有 (一個mark電壓)。當你在工作站上打開串列埠界面時，DTR總是自動有效。

CTS - Clear To Send 允許發送

CTS信號接受自串列埠纜線另一端。一個space電壓表明可以從你的工作站發送更多的串接資料。

CTS通常被用作控制從你的工作站發往另一端的串接資料。

RTS - Request To Send 要求發送

RTS信號被你的工作站設置為 space 電壓表明有更多的數據等待傳送。

類似 CTS，RTS幫助控制你的工作站和另一端的計算機或設備間的數據流。多數工作站始終保持這個信號為space電壓。

異步通訊

為使計算機理解進入它的串接資料，它需要一些途徑決定那裡是字元的開始和結束。本指南僅討論異步串接資料。

在異步模式下，串接資料線保持在mark (1)狀態，直到有字元傳送。一位元起始 start 位，字元內容的每一位元，一位元可選的同位，以及一位元或一位元半的終止位。起始位始終是一個 space (0)，從而告訴計算機新的串接資料到來。數據能夠在任何時候傳送或接受，所以稱做異步。

圖 1 -- 異步數據通訊

可選的同位是一個簡單數據位的加和，表明了數據位包含偶數或奇數個1。如果是偶同位, 當在字元中的1是偶數個數時，同位為0。如果是奇同位，當字元中的1是奇數個時，同位為0。你可能也聽說過space同位, mark同位, 和無同位。Space同位意味著同位始終為0，而mark同位意味著同位始終為1。無同位意味同位不存在或不傳輸。

余下的被稱為停止位。這可以是1, 1.5, 或2位停止位在字元之間，始終是1。停止位原先是用來給計算機時間處理前面的字元的，但現下只是用來同步計算機和接收字元。

異步數據格式通常表示為"8N1", "7E1"，諸如此類。它們相應地表示"8位數據，無同位，1位停止"和"7位數據，偶同位，1位停止"。

什麼是全雙工與半雙工?

全雙工 表明計算機能夠同時接受和發送數據 - 有兩個分離的數據通道（一個輸入，一個輸出）。

半雙工 表明計算機不能同時接受和發送數據。通常這意味著只有一個數據通道用來通訊。這並不意味著一些 RS-232信號沒有使用。而通常是表明通訊鏈路使用了不同于RS-232的標準，而它們不支持全雙工操作。

數據流控制

通常在兩個串列埠間傳送數據時，需要控制數據流。這可能是由於通訊連接媒介、一個串列埠界面、或某些存儲介質的限制。兩種方法通常用于異步數據。

第一個方法叫作"軟體"流控制，使用特殊字元開始 (XON or DC1, 021 octal) 或停止 (XOFF or DC3, 023 octal) 數據流。這些字元由 American Standard Code for Information Interchange ("ASCII")定義。雖然這些代碼在傳送文本訊息時十分有用，但沒有特殊的程式設計手段，在傳輸其它類型訊息的時候就不能使用了。

第二個方法叫做"硬體"流控制，使用RS-232 CTS 和RTS信號代替特殊字元。當準備好接受更多的數據后，接受方設置CTS為space電壓；而設置為mark電壓，表示沒有準備好。同樣的，準備好發送更多數據后，發送方將RTS設置為 space電壓。因為硬體流控制使用獨立的信號，所以同樣情況下，它要比需要傳送更多位元訊息的軟體流控制快許多。 CTS/RTS流控制並不被所有的硬體或作業系統支持。

什麼是中斷?

N正常的一個接受或發送數據信號保持在mark電壓知道一個新的字元被傳送。如果信號掉到space電壓一段較長時間，通常是1/4到1/2秒，就說出現了個中斷。

中斷有時是用于重置通訊線或改變通訊硬體的模式，例如MODEM.第三章，MODEM通訊更為詳細地討論了這些。

同步通訊

不同于異步數據，同步數據表現為連續數據流。為在線讀取數據，計算機必須提供或接受一位元同步時鐘，從而 使接受和發送同步。

即便是同步情況下，計算機仍然必須標明數據的開始。最通常的做法是使用數據包協議，例如 串列埠 Data Link Control("SDLC")或 High-Speed Data Link Control ("HDLC")。

每個協議都定義了表示數據包開始和結束的一定位元序列。且都定義了沒有數據時的位元序列。這些位元序列使 得計算機能夠看到數據包的起始。

因為同步協議不使用每字元的同步位，它們通常提供比異步通訊至少高25%的效率，適合于在兩個以上的串列埠界面 環境下，遠距離網路操作與配置。

儘管同步通訊的速度優勢，多數RS-232硬體仍不支持，主要是由於額外的硬體和軟體需求。

存取串列埠端點

象所有的設備一樣，UNIX提供設備文件以存取端點。要存取一個串列埠端點，你只要簡單地打開相應的設備文件。

串列埠端點文件

每個串列埠端點在UNIX系統上有一個或多個設備文件 (文件在/dev目錄下)相關聯︰

打開串列埠端點

由於串列埠端點是一個文件， open(2) 函數正是用來存取它的。存在的阻礙是UNIX下設備文件經常不允許普通用戶存取。 工作的範圍包括改變有疑問的文件存取許可，以超級用戶(root)運行你的程式, 或使你的程式設置userid，從而它能以設備文件的擁有者運行(由於顯著的安全性問題，不建議用...)

現下我們假設文件能夠被所有的用戶存取。 列表1 表示了在運行Linux的PC上打開串列埠端點一的例子。

列表1 - 打開一個串列埠端點。

    #include <stdio.h>   /* Standard input/output definitions */
    #include <string.h>  /* String function definitions */
    #include <unistd.h>  /* UNIX standard function definitions */
    #include <fcntl.h>   /* File control definitions */
    #include <errno.h>   /* Error number definitions */
    #include <termios.h> /* POSIX terminal control definitions */

    /*
     * 'open_port()' - Open Serial port 1.
     *
     * Returns the file descriptor on success or -1 on error.
     */

    int
    open_port(void)
    {
      int fd; /* File descriptor for the port */


      fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
      if (fd == -1)
      {
       /*
	   * Could not open the 端點.
	   */

	   perror("open_端點: Unable to open /dev/ttyS0 - ");
      }
      else
	   fcntl(fd, F_SETFL, 0);

       return (fd);
    }

其它系統可能需要不同的設備文件名，然而代碼是一樣的。

Open 選項

你將注意到我們打開設備文件時，除了讀寫模式外，還使用了兩個其它的標誌︰

    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);

O_NOCTTY 標誌告訴UNIX，該程式不想成為那個端點的"控制終端"。如果你不指明這個，任何輸入(例如鍵盤中斷信號， 諸如此類)都會影響你的進程。象getty(1M/8) 之類的程式在啟動登錄進程時，設置這一特性，但通常用戶的程式不想有這種行為。

O_NDELAY 標誌告訴UNIX，該程式不關心DCD信號的輸入狀態 - 即無論另一端端點是否啟用和運行。如果你不指明這個標誌， 你的進程將休眠，直到DCD信號線是space電壓。

寫數據到端點

寫數據到端點是簡單的 -- 只需要使用 write(2) 系統呼叫去傳送數據︰

    n = write(fd, "ATZ\r", 4);
    if (n < 0)
      fputs("write() of 4 bytes failed!\n", stderr);

write 函數返回發送的位元組號 -- 或1如果發現了任何錯誤。通常唯一的錯誤你可能運行進入是 EIO ， 即當MODEM或數據鏈路丟失Carrier Detect (DCD) 線。該條件允許你保持直到端點關閉。

從端點讀數據端點

從端點讀取數據有一點小騙術。當你以行數據模式操作端點，每個 read(2) 系統呼叫都會返回， 而不論多少字元實際存在于串列埠輸入暫存區中。 如果沒有字元存在，呼叫將阻塞(等待)直到有字元進入，或超時，或錯誤出現。read方法能夠用以下方法獲得立即的返回︰

    fcntl(fd, F_SETFL, FNDELAY);

當端點沒有接受到字元時，FNDELAY 項使得 read 函數返回0。要實現標準的(阻塞)行為，呼叫 fcntl() 而不帶 FNDELAY 項︰

    fcntl(fd, F_SETFL, 0);

這同樣可以在帶O_NDELAY項打開串列埠端點后使用。

關閉串列埠端點

要關閉串列埠端點，只要使用 close 系統呼叫︰

    close(fd);

關閉串列埠端點通常同時將DTR信號設置為低，這將使多數MODEM掛機。

第二章，設置串列埠端點

本章討論如何透過POSIX termios界面，在C語言中設置端點。

POSIX終端界面

多數系統支持透過POSIX終端 (串列埠) 界面來改變，例如鮑率，字元尺寸，等參數。你需要做的第一件事情是引入文件 <termios.h>；它定義了終端控制架構和POSIX控制函數。

兩個最重要的POSIX函數函數是 tcgetattr(3) 和 tcsetattr(3)。這些獲得和設定相關的終端特性， 你要提供一個termios 架構的指標包含所有可用的串列埠設置項︰

控制項

c_cflag成員包含兩個選項必須總是有效，CLOCAL 和 CREAD。這些將保證你的程式不會成為端點的所有者， 從而妨礙控制工作和當機(hangup)信號，並使串列埠界面驅動將讀取進入的數據。

鮑率常數 (CBAUD, B9600, 等等。)是用來老式界面，那些缺少 c_ispeed 和 c_ospeed 成員的。參考下一章關於用于鮑率設定的POSIX函數。

決不 直接初始化 c_cflag (或其它)成員；你應該總是用 AND, OR和NOT位元操作來設定或清除成員中的位元。 不同的作業系統版本(甚至是修補檔) 能也確實使用不同模式處理位元，所以使用位元操作符，能夠使你避免在使用一個新的串列埠設 備要用的位元時遭到殘敗。

設置鮑率

鮑率存儲于不同的位置倚賴于具體系統。舊版本界面存儲鮑率在 c_cflag成員中，使用一個表4中的鮑率常數， 而新的實現提供了c_ispeed和 c_ospeed 成員來包含鮑率數值。

cfsetospeed(3) 和 cfsetispeed(3) 函數用于提供鮑率設置到 termios 架構中，而不論其下的作業系統系統界面如何。

典型地你使用 列表 2 來設置鮑率。

列表 2 - 設置鮑率

    struct termios options;

    /*
     * Get the current options for the port...
     */

    tcgetattr(fd,  options);

    /*
     * Set the bps rates to 19200...
     */

    cfsetispeed( options, B19200);
    cfsetospeed( options, B19200);

    /*
     * Enable the receiver and set local mode...
     */

    options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);

    /*
     * Set the new options for the port...
     */

    tcsetattr(fd, TCSANOW,  options);

tcgetattr(3) 函數用當前的串列埠端點設置來填充你的termios架構。在我們設置了鮑率、局部模式和串接資料接收， 我們使用tcsetattr(3)選定新的設置。TCSANOW常數表明所有的改變立即生效而不等待發送或接受的數據結束。還 有其它的參數常數用來等待輸出和輸入結束或刷新輸入輸出暫存區。

多數系統不支持端點有不同的輸入與輸出速率，所以確定設置為相同的值以獲得最大的可移植性。

設置字元尺寸

不同于鮑率，沒有簡便的函數用于設定字元尺寸。取而代之的是你需要做一點位元掩碼的操作來實現。字元的大小是以位方 式設定︰

    options.c_cflag  = ~CSIZE; /* Mask the character size bits */
    options.c_cflag |= CS8;    /* Select 8 data bits */

設置同位(Parity)檢查

類似字元尺寸，你必須手動設置同位有效和同位位元組。UNIX串列埠驅動支持偶, 奇, 和無同位產生。空同位能夠透過聰明的程式設計來模擬。

• 無同位 (8N1):

  options.c_cflag  = ~PARENB
  options.c_cflag  = ~CSTOPB
  options.c_cflag  = ~CSIZE;
  options.c_cflag |= CS8;
  

  
  
  
• 偶同位 (7E1):

  options.c_cflag |= PARENB
  options.c_cflag  = ~PARODD
  options.c_cflag  = ~CSTOPB
  options.c_cflag  = ~CSIZE;
  options.c_cflag |= CS7;
  

  
  
  
• 奇同位 (7O1):

  options.c_cflag |= PARENB
  options.c_cflag |= PARODD
  options.c_cflag  = ~CSTOPB
  options.c_cflag  = ~CSIZE;
  options.c_cflag |= CS7;
  

  
  
  
• 空同位設置同無同位 (7S1):

  options.c_cflag  = ~PARENB
  options.c_cflag  = ~CSTOPB
  options.c_cflag  = ~CSIZE;
  options.c_cflag |= CS8;
  

設置硬體流控制

某些版本的UNIX支持硬體流控制，採用的是CTS (Clear To Send) 和RTS (Request To Send) 信號線。如果 CNEW_RTSCTS 或 CRTSCTS 常數在你的系統上有定義，硬體流控制可能得到支持。以下用于選擇硬體流控制︰

    options.c_cflag |= CNEW_RTSCTS;    /* Also called CRTSCTS */

類似的，關閉硬體流控制︰

    options.c_cflag  = ~CNEW_RTSCTS;

局部項

局部模式成員 c_lflag 控制輸入字元如何被串列埠驅動使用。一般你設置 c_lflag 成員為 canonical 或 raw 輸入模式。

選擇規範(Canonical)模式輸入

規範模式輸入是行式操作的。輸入字元存放于一用戶可編輯的暫存區中，直到接受到CR (返回)或 LF (進行)。

當選擇這個模式時，你通常選擇ICANON, ECHO, and ECHOE options:

    options.c_lflag |= (ICANON | ECHO | ECHOE);

選擇行(Raw)模式輸入

行式輸入是不經處理的。輸入字元在接受到后就直接傳遞，保持原樣不處理。一般當你用行模式輸入時，你需要去除 ICANON, ECHO, ECHOE, and ISIG 項︰

    options.c_lflag  = ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);

關於回顯(Echo)的說明

決不 使用輸入回顯 (ECHO, ECHOE) ，當傳送指令到一MODEM或其它計算機時，因為如果對方也回顯字元的話，你就造成了在兩個串列埠間回饋死循環﹗

輸入項

輸入模式成員 c_iflag 控制任何在端點接收字元的輸入處理。類似 c_cflag 域，最終存儲于 c_iflag 位元符OR操作于期望項。

設置輸入同位項

當你在c_cflag成員中選擇了同位作用(PARENB)，你就應該使輸入同位檢查作用。輸入同位檢查的相關常數是 INPCK, IGNPAR, PARMRK , 和 ISTRIP。一般你將選擇 INPCK 和 ISTRIP 來檢查和剝離同位︰

    options.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

IGNPAR 是個稍微有點危險的選項，告訴串列埠驅動忽略同位錯誤和傳遞輸入數據，只當沒有錯誤發生。在測試通訊鏈路質 量時有用，但一般沒有實際使用的理由。

PARMRK 使用特殊字元將輸入流中同位錯誤標記'marked'。如果 IGNPAR 作用，在每個有同位錯誤的字元前插入一個NUL字元 (000 八進製)。 除此之外，伴隨錯誤字元發送DEL (177 八進製) 和 NUL 字元。

設置軟體流控制

軟體流控制透過設置 IXON, IXOFF 和 IXANY 常數︰

    options.c_iflag |= (IXON | IXOFF | IXANY);

取消軟體流控制，只要簡單地屏蔽那些數據位︰

    options.c_iflag  = ~(IXON | IXOFF | IXANY);

XON (開始傳送數據) XOFF (停止數據傳送) 字元的定義在 c_cc 數組中定義，描述如下。

輸出項

c_oflag 成員包含輸出過濾項。類似輸入模式，你能選擇處理或行式數據輸出。

選擇輸出處理

輸出處理是透過選擇c_oflag成員中的OPOST ︰

    options.c_oflag |= OPOST;

在眾多不同的項目中，你可能只會用到ONLCR 項，該項映射換行為 CR-LF 對。余下的輸出項主要都是出于歷史原因，要追溯到印表機和終端還不能和串接資料流保持一致的時候﹗

選擇行式輸出

行式輸出是透過重置c_oflag成員中的OPOST 項來實現的。

    options.c_oflag  = ~OPOST;

當OPOST 設為不可用十，所有其它在c_oflag中的位元項都被忽略。

控制字元

c_cc 字元數組包含了控制字元和超時參數。數組的每個元素都有常數定義。

設置軟體流控制字元

c_cc數組的VSTART 和 VSTOP 元素包含用于軟體流控制的字元。通常它們設定為DC1 (021 八進製) 和 DC3 (023 八進製)，代表ASCII 標準的XON和XOFF字元。

設置讀取超時

UNIX串列埠界面驅動提供確定的字元和包超時設定。c_cc 數組的兩個元素用于該目的︰VMIN 和 VTIME。 對于透過open或 fcntl的文件，在規範模式下canonical或當NDELAY項被設置，忽略超時設置。

VMIN 指明了最小的讀取字元。如果它被設置為0，VTIME的值用于指明等待讀取每個字元的時間。注意這不是意味著 read 呼叫讀取N個位元組需要等待N個字元進入。而是，超時將僅對第一個字元作用，並且read 呼叫將立即返回字元的個數 (最大為你要求的數目)。

如果 VMIN 非0，VTIME 指明了等待第一個字元到來的時間。如果在指定時間內讀到一個字元，任何讀操作將阻塞 (等待)直到所有VMIN 規定的字元數讀到。那就是說，一旦第一個字元讀到，串列埠界面驅動期望接收一整個包的字元 (VMIN 規定字元數)。如果在規定時間內沒有字元被讀取，read呼叫返回0。該方法允許你告訴串列埠驅動，你準確需要 N 個位元組，以及 read 呼叫將只返回0或N位元組。然而，超時只對第一個字元作用，所以如果由於某些原因驅動丟失了N個字 節包中的某個字元，read 呼叫將永遠阻塞等待字元輸入。

VTIME 指明等待輸入的時間是以十分之一秒為單位。如果VTIME 設置為0 (缺省)，讀操作將不確定地阻塞(等待) ，直到用open or fcntl在端點上設置NDELAY 項。

第三章，MODEM通訊

本章包括了撥號調製/解調器(MODEM)的通訊基礎知識。供MODEM使用的例子採用的是事實上的標準AT指令。

什麼是MODEM?

MODEM是調製串接資料為頻率信號，從而可以在類比數據線路上傳輸，例如電話線或TV電纜接線。一個標準的電話MODEM轉換串接資料 為語音，從而能夠在電話線上傳送，由於速度和複雜的轉換機製，這些語音聽起來象高聲尖叫。

今天的電話MODEM能夠在電話線上以每秒53,000位元的速率傳輸數據，或者說是53kbps。此外，多數MODEM使用數據壓縮技術，從而可 將某些類型的位元速率提升到100kbps以上。

與MODEM通訊

和MODEM通訊的第一步是打開端點並設置為行模式輸入，就象列表 3中所示。

列表3 - 設置端點為行式輸入。

    int            fd;
    struct termios options;
    /* open the port */
    fd = open("/dev/ttyS0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
    fcntl(fd, F_SETFL, 0);

    /* get the current options */
    tcgetattr(fd,  options);

    /* set raw input, 1 second timeout */
    options.c_cflag     |= (CLOCAL | CREAD);
    options.c_lflag      = ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
    options.c_oflag      = ~OPOST;
    options.c_cc[VMIN]  = 0;
    options.c_cc[VTIME] = 10;

    /* set the options */
    tcsetattr(fd, TCSANOW,  options);

下一步是建立與MODEM的通訊。最好的辦法是發送"AT"指令到MODEM。這還允許智能MODEM檢測你使用的鮑率。 當MODEM正確連接和加電，它將返回"OK"。

列表 4 - 初試化MODEM.

    int                  /* O - 0 = MODEM ok, -1 = MODEM bad */
    init_modem(int fd)   /* I - Serial port file */
    {
      char buffer[255];  /* Input buffer */
      char *bufptr;      /* Current char in buffer */
      int  nbytes;       /* Number of bytes read */
      int  tries;        /* Number of tries so far */

      for (tries = 0; tries < 3; tries ++)
      {
       /* send an AT command followed by a CR */
	   if (write(fd, "AT\r", 3) < 3)
	   continue;

       /* read characters into our string buffer until we get a CR or NL */
	   bufptr = buffer;
	   while ((nbytes = read(fd, bufptr, buffer + sizeof(buffer) - bufptr - 1)) > 0)
	   {
	      bufptr += nbytes;
	      if (bufptr[-1] == '\n' || bufptr[-1] == '\r')
            break;
	   }

       /* nul terminate the string and see if we got an OK response */
	   *bufptr = '\0';

	   if (strncmp(buffer, "OK", 2) == 0)
	   return (0);
      }

      return (-1);
    }

標準MODEM指令

多數MODEM支持"AT"指令，這么稱呼是因為每個指令都以"AT"字元開頭。每個指令都以"AT"字元開頭，跟以特殊指令和返回結尾(CR, 015 octal)。
處理指令之后，MODEM將根據指令返回若干文本訊息之一。

ATD - Dial A Number撥一個號碼

ATD指令用戶撥一個指定號碼。除數字外，你還能添加少量內容，包括指明是語音("T")或脈波("P")撥號，等待一秒 (",")和等待撥號音("W")︰

    ATDT 555-1212
    ATDT 18008008008W1234,1,1234
    ATD T555-1212WP1234

MODEM將返回以下訊息之一︰

    NO DIALTONE
    BUSY
    NO CARRIER
    CONNECT
    CONNECT baud

ATH - Hang Up當機

ATH指令導致MODEM當機(hangup)。因為MODEM是處于"命令"模式，你通常是不需要在普通通話中這么做。

DTR信號下降，將導致多數MODEM當機(hangup)；你可以透過將鮑率設置為0至少一秒來實現。降低DTR信號同時也將MODEM返回命令模式。

在當機(hangup)成功后，MODEM將返回"NO CARRIER"。如果MODEM依然連接，將傳回"CONNECT"或"CONNECT BAUD"。

ATZ - Reset MODEM 重置MODEM

MODEM常見通訊問題

首先和最為重要的，不要忘記關閉輸入回顯。 輸入回顯將導致MODEM和計算機間形成回饋回路。

其次，在傳輸指令到MODEM時，必須以返回(CR)結尾，而不是新行(NL)。C對于CR的字元常數是"\r"。

最後，當操作MODEM時，請確認你使用的鮑率是MODEM所支持的。儘管許多MODEM能夠自動檢測鮑率，一些限制 (通常在老式MODEM上是19.2kbps)你必須注意。

第四章，高級串列埠程式設計

本章包括了高級串列埠程式設計技術，使用 ioctl(2) 和 select(2) 系統呼叫。

串列埠端點 IOCTLs

在第二章，串列埠端點設置中，我們使用 tcgetattr 和 tcsetattr 函數來設置串列埠端點。在UNIX下這些函數使用 ioctl(2) 系統呼叫來實現其功能。

ioctl 系統呼叫使用三個參數︰

    int ioctl(int fd, int request, ...);

fd 參數指明串列埠端點文件描述符。 request 參數是一個常數定義于<termios.h> 頭文件中，通常是列在表 10 中的某個常數。

獲得控制信號

TIOCMGET ioctl 獲得當前"MODEM"狀態位，包含所有RS-232信號線，除了RXD和TXD， 列在表 11。

要獲得狀態位，呼叫 ioctl 帶一個整數指標保存數據位，就象列表5 .

列表 5 - 獲得MODEM狀態

    #include <unistd.h>
    #include <termios.h>

    int fd;
    int status;

    ioctl(fd, TIOCMGET,  status);

設定控制信號

TIOCMSET ioctl 設置"MODEM"狀態，定義如上。要降低DTR信號，你可以使用列表 6中的代碼。

列表 6 - 使用TIOCMSET ioctl 降低DTR信號。

    #include <unistd.h>
    #include <termios.h>

    int fd;
    int status;

    ioctl(fd, TIOCMGET,  status);

    status  = ~TIOCM_DTR;

    ioctl(fd, TIOCMSET,  status);

能夠設定的數位倚賴于作業系統，驅動和使用模式。查詢你的作業系統文檔以獲得訊息。

獲得存在的位元組個數

FIONREAD ioctl 獲得串列埠端點輸入暫存區的位元組個數。你傳遞TIOCMGET的同時用一個整數指標獲得位元組個數，例如列表 7.

列表 7 - 獲得輸入暫存區的位元組數目。

    #include <unistd.h>
    #include <termios.h>

    int fd;
    int bytes;

    ioctl(fd, FIONREAD,  bytes);

這在用串列埠端點獲得數據時很有用，使你的程式能夠在嘗試讀取前確定位元組個數。

從串列埠端點選擇輸入

雖然簡單應用程式能夠獲得或等待串列埠端點的數據，多數應用程式並不簡單並需要從多個來源獲得輸入。

UNIX透過select(2) 系統呼叫提供這一能力。系統呼叫允許你的程式檢查輸入，輸出，或在一或多個文件描述符上的錯誤條件。 文件描述符能夠指定到串列埠端點，普通文件，其它設備，管道或端點。你能檢查獲得的未完輸入，等待輸入結束，或者在指定時間后超時， 使用select系統呼叫非常靈活。

多數GUI工具提供了一個界面存取select；我們將在本章稍后討論X Intrinsics ("Xt")庫。

SELECT系統呼叫

select 系統呼叫能夠接受5個參數︰

    int select(int max_fd, fd_set *input, fd_set *output, fd_set *error,
               struct timeval *timeout);

max_fd 參數指定了最高數字的文件描述符，在input, output, 和 error 集合。input, output, 和error 參數指明了用于未處理的文件描述符設置的輸入，輸出或錯誤條件；指定 NULL來禁止檢測相關條件。這些設置用以下三個宏初始化︰

    FD_ZERO(fd_set);
    FD_SET(fd, fd_set);
    FD_CLR(fd, fd_set);

FD_ZERO宏完全清除設定。FD_SET 和 FD_CLR 宏從設置中添加和移除相關的文件描述符。

超時 timeout 參數指明了超時設置由秒(timeout.tv_sec)和毫秒(timeout.tv_usec )組成。從一或多個文件描述符來源獲得數據，設置秒和毫秒為零。無限等待，指定NULL到超時指標。

select 系統呼叫返回未處理的文件描述符的個數，或者-1代表一個錯誤。

使用SELECT系統呼叫

假設我們從一個串列埠端點和一個套接字獲得數據。我們從每個文件描述符檢查輸入，但同時想在10秒內沒有輸入時提醒用戶。要實現這， 我們需要使用select系統呼叫，如列表 8.

列表 8 - 使用SELECT處理一個以上的輸入來源。

    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <sys/select.h>

    int            n;
    int            socket;
    int            fd;
    int            max_fd;
    fd_set         input;
    struct timeval timeout;

    /* Initialize the input set */
    FD_ZERO(input);
    FD_SET(fd, input);
    FD_SET(socket, input);

    max_fd = (socket > fd ? socket : fd) + 1;

    /* Initialize the timeout structure */
    timeout.tv_sec  = 10;
    timeout.tv_usec = 0;

    /* Do the select */
    n = select(max_fd,  input, NULL, NULL,  timeout);

    /* See if there was an error */
    if (n < 0)
      perror("select failed");
    else if (n == 0)
      puts("TIMEOUT");
    else
    {
      /* We have input */
      if (FD_ISSET(fd, input))
	      process_fd();
      if (FD_ISSET(socket, input))
	      process_socket();
    }

你注意到我們首先檢查select 系統呼叫的返回值。0和-1值導致警告和錯誤訊息。大于0的值表明有一或多個未處理的值。

要確定哪個文件描述符有沒處理的輸入，我們使用FD_ISSET 宏來測試每個文件描述符的輸入設置。如果文件描述符設定了，且設定的條件出現(這裡就是有輸入沒處理)，我們就需要做點什麼。

使用SELECT配合X Intrinsics庫

X Intrinsics庫提供了一個 select 系統呼叫的界面，透過 XtAppAddInput(3x) 和 XtAppRemoveInput(3x) 函數︰

int XtAppAddInput(XtAppContext context, int fd, int mask,
                  XtInputProc proc, XtPointer data);
void XtAppRemoveInput(XtAppContext context, int input);

select 系統呼叫是內部使用，用于實現來自X server的超時，工作過程和輸入檢查。這些函數能夠與任何基于Xt的工具一同使用，包括Xaw, Lesstif, and Motif。

XtAppAddInput的proc 參數指明了當在文件描述符上選定的條件出現時(例如，有輸入)，呼叫的函數。類似前面的例子，你可以用 process_fd 或 process_socket 函數。

因為Xt限制了你存取 select 系統呼叫，你需要用其它方法實現超時功能，可能的方法有透過XtAppAddTimeout(3x)。