6. 串口通讯#

本章主要讲解LubanCat-RK系列板卡的40pin引脚中串口的基本使用。

6.1. uart#

通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作UART， 是一种串行、异步、全双工的通信协议，在嵌入式领域应用的非常广泛。

LubanCat-RK系列板卡的 uart 控制器支持下列功能：

  • 支持5、6、7、8 bits数据位

  • 支持奇校验和偶校验，不支持mark校验和space校验

  • 支持接收FIFO和发送FIFO，一般为32字节或者64字节

  • 支持最高4M波特率，实际支持波特率需要芯片时钟分频策略配合

  • 支持中断传输模式和DMA传输模式

  • 支持硬件自动流控，RTS+CTS

LubanCat-RK3576系列板子的通用uart设备有1个（如下图所示）， 除此之外其他的GPIO也可以复用成uart设备，需要自行根据引脚复用图去配置， 比如说LubanCat-3的40pin引脚最大可支持 6个uart 接口使用。

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通用uart引脚#

uart

引脚

功能

UART_TX

8

发送信号线

UART_RX

10

接收信号线

6.2. uart接口复用说明#

在板卡的引脚复用图中，我们可能会看到

  • UART7_TX_M1,UART7_RX_M1

  • UART7_TX_M2,UART7_RX_M2

可以看到他们之间的区别是后缀名的不同，这个后缀名表示uart设备的将自己的引脚复用到不同的GPIO引脚的编号， 复用出来的多组引脚是不能同时使用的， 如果同时设置则会根据设备节点的加载时间所覆盖，最终只有最后配置的复用引脚可以使用。

所以在使能引脚时需要注意是否为重复复用。

6.3. 使能串口接口#

串口在默认情况是关闭状态的，需要使能才能使用。

6.3.1. 方法一#

1#进入工具配置
2sudo fire-config
3
4#移动光标到下图的位置
5#按确认键进入配置
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打开串口

  1. 使用方向键移动光标到 uart10-m1

  2. 按 "空格键" 选中UART(出现 "*" )，如下图

  3. 按 "确认键" 进行设置

  4. 按 "Esc键" 退出到终端，运行 sudo reboot 进行重启应用

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6.3.2. 方法二#

各型号对照表#

板卡

设备树插件配置文件

说明

当前你所使用的板子

uEnv.txt

该配置软链接到你所使用的设备，修改该配置相当于修改板子实际的配置

LubanCat-3

uEnvLubanCat3.txt

适用于LubanCat-3

可以通过修改 /boot/uEnv/uEnv.txt 或者 /boot/uEnv/uEnvboard.txt （uEnvboard.txt为通过上面的对照表获得的配置文件）

编辑文件，将带有 uart (以UART10-M1为例) 的那一行的注释符号去掉 如下图，然后重启激活设备。

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备注

如果是直接拔电源的方式重启，会有可能出现文件没能做出修改 （原因：文件未能及时从内存同步到存储设备中，解决方法，在终端上输入 "sync" 再拔电关机）

6.4. 检查串口设备#

查看串口有没有成功使能，uart0~10对应ttyS10~ttyS10。

1#执行命令查看终端设备
2ls /dev/ttyS*
3
4#信息输出如下
5/dev/ttyS10

以上，开启UART10-M1设备树插件后系统注册对应接口/dev/ttyS10。

6.5. 串口通讯实验（Shell）#

使用板卡上的串口10进行实验，对应的设备文件为/dev/ttyS10。 对tty的设备文件直接读写就可以控制设备通过串口接收或发送数据，下面我们使用板卡配合Windows下的串口调试助手或Linux下的minicom进行测试。

6.5.1. 连接串口#

实验前需要使用串口线或USB转串口线把它与板卡与电脑连接起来。

  • 板子 - 电脑

  • TXD --- RXD

  • RXD --- TXD

  • GND --- GND

6.5.2. 查询串口10的通信参数#

串口0外设使能后，在/dev目录下生成ttyS10设备文件，用stty工具查询其通信参数

1#在板卡的终端执行如下命令
2stty -F /dev/ttyS10
3
4#信息输出如下
5speed 9600 baud; line = 0;
6-brkint -imaxbel

6.5.3. 修改串口波特率#

1#设置通讯速率，其中ispeed为输入速率，ospeed为输出速率
2stty -F /dev/ttyS10 ispeed 115200 ospeed 115200
3
4#查看修改后波特率
5stty -F /dev/ttyS10
6#信息输出如下
7speed 115200 baud; line = 0;
8-brkint -imaxbel

6.5.4. 关闭回显#

默认串口是开启回显的 可以使用以下命令关闭回显。

1stty -F /dev/ttyS10 -echo

6.6. 与Windows主机通讯#

配置好串口调试助手后，尝试使用如下命令测试发送数据：

1#在板卡上的终端执行如下指令
2#使用echo命令向终端设备文件写入字符串"Hello!"、"I'm lubancat"
3echo Hello! > /dev/ttyS10
4echo "I'm lubancat" > /dev/ttyS10
5#Windows上的串口调试助手会接收到内容

如下图:

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可以看到，往/dev/ttyS10设备文件写入的内容会直接通过串口线发送至Winodws的主机。

而读取设备文件则可接收Winodws主机发往板卡的内容，可以使用cat命令来读取：

1#在板卡上的终端执行如下指令
2#使用cat命令读取终端设备文件
3cat /dev/ttyS10
4#cat命令会等待
5#使用串口调试助手发送字符串
6#字符串最后必须加回车！
7#板卡的终端会输出接收到的内容

如下图:

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6.7. minicom通讯#

1#安装minicom软件包
2sudo apt install minicom
3
4#设置串口
5sudo minicom -s

如下图：

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进入设置，修改串口或者波特率，按键盘上的字母进入各自要设置的东西，enter键确认

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设置完成后，可以按这按键保存配置，保存后，以后打开不用设置

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然后按exit键进入minicom的终端

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如果你输入字母，屏幕上没反应，可以通过打开回显来显示， 先按“ctrl + A" 再按'z'键进入菜单

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按下'e',回显就打开成功了（左下角会有提示，打开或者关闭），可以按下按键测试一下，观察是否有回显， 我们还可以先按“ctrl + A" 再按'z'键，再按'c'键来清除屏幕， 将板卡和电脑用串口线连起来，同时设置为115200， 在板卡上，输入"Hello! i'm lubancat!''

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注意

使用minicom时，不能使用退格键把发出去的内容删掉， minicom是以单个字符的方式发送的。

我们可以在pc端发送文字

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 1 minicom的菜单有很多功能，
 2 s ---- 发送文件
 3 p ---- 设置通讯参数，包括一些预设的波特率，数据格式，数据位等
 4 l ---- 就可以将log信息保存到一个文件中了,方便查看
 5 t ---- 设置终端参数，以及键位设置
 6 w ---- 超出一行的数据后自动换行
 7 r ---- 接收文件
 8 a ---- 换行发送时会增加时间戳
 9 n ---- 增加时间戳
10 c ---- 清除屏幕
11 o ---- 设置minicom，相当于sudo minicom -s
12 j ---- 休眠状态
13 x ---- 退出的同时复位
14 q ---- 退出
15
16 你也可以不用通过按 "ctrl + a" + 'z' + '?'的方式设置
17 而是直接使用"ctrl + a"  + '?'

6.8. 更多#

更多关于uart的使用以及资料可以查阅： rk开源手册/Common/UART

6.9. 参考资料#

本文档主要提供有一定经验的使用者快速入门使用，对于初学者可查看以下文档：

《串口通讯与终端设备》

《stty工具命令》

设备树相关知识点请阅读下面章节的内容：

《设备树修改基础知识》

《设备树插件修改方法指导》

rk开源资料(github): 《开源手册》