通过shell脚本进行串口控制

我正在开发一个方向控制器。我有一个开发板，它通过 I2C 与传感器（指南针）通信。由于主板非常有限（没有操作系统），我开发了一个简单的程序来接收以下内容：（1）“get 0”读取传感器的寄存器 0； (2)“set 0 10”将传感器的寄存器 0 设置为值 10。对于每种情况，板都会返回：(1)“完成：10”。 （寄存器 0 的值为 10）； (2)“完成”。 (3) 发生错误时显示“错误：...”。为此，我尝试开发一个 shell 脚本（bash）来发送命令和检索数据，以便了解传感器并开发控制器。

我的问题是以下代码：

# read device output in the background.
head -n 1 /dev/ttyUSB0 &
head=$!

# (#1): without the following stmt I get:
#   head: cannot open `/dev/ttyUSB0' for reading: : Protocol error
sleep 0.1

# send command to the device.
echo "get 0" > /dev/ttyUSB0

# (#2) wait for head.
while kill -0 $head 2>/dev/null ; do : ; done

我猜（#1）是由“head”和“echo”之间的读/写冲突引起的，但我不知道为什么，也不知道如何解决它。

另一个问题是在（#2）中我想使用超时。我尝试过类似的事情：

timeout 1 bash -c "while kill -0 $head 2>/dev/null ; do : ; done"

但我得到：Timeout: aborting command ``bash'' with signal 9并且程序卡住了。

顺便说一下，在执行上面的代码之前，我使用以下命令初始化串行端口：

stty -F /dev/ttyUSB0 9600 cs8 -cstopb

编辑：我不需要交互式终端。我想根据需要使用这个例程。该例程是控制器（读/写传感器寄存器）的必要基础，稍后将在电路板上实现。

为了解决（#1）问题，我修改了例程以使用 fd：

# $1: the device filename, eg. /dev/ttyS0
# $2: number of lines to read before exit.

exec 3<>$1

head -n "$2" 0<&3 &
wait_pid=$!

cat - 1>&3

wait $wait_pid

exec 3>&-

EDIT：为了解决（#2）问题，我将责任委托给调用者，而不是为例程提供超时支持。但是，如果超时，我们需要进行清理。为此我在之后添加了以下内容wait_pid=$!:

trap="if kill -0 $wait_pid ; then kill -TERM $wait_pid ; fi"
trap "$trap" SIGINT SIGKILL SIGTERM