【Seeed开发板试用体验】应用篇（5）UART串口通信

鹏宝

一、串口基础

1 UART与RS232及串口

1）串口就是串行通信的接口，它区别于并口，因为数据是按比特位（bit）串起来传输的，一般在台式电脑或主机上都有的DB9（COM)的接口，那就是最原始的串口,串口就是实际的物理接口,COM口,则是系统虚拟的,系统会根据应用程序所申请的COM口请求去使用物理接口。

2）UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),即通用异步收发传输器，它是一种异步收发传输器。UART串口的RXD、TXD等一般直接与处理器芯片的引脚相连，即一般所说的UART串口，就是指的是TTL电平的串口（TTL电平是3.3V的）。而广义的UART串口，包括TTL串口，RS232串口，RS485串口，RS232串口，基于包括SPI串口和I2C串口。

3）RS232串口，它是从电气特性上定义的，按照网络通信的OSI七层规范，RS232属于物理层。RS232是UART的一种，采用的232电平（又称负逻辑电平），即：逻辑"1"，-5- -15V；逻辑"0" +5- +15V 。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑"0"，高到-3V的信号。

4）总得来说，串口>UART>RS232
PS:
1 ）串口通信时，在串口通信时，注意电平是否一致。以前常用MAX232等芯片，进行TTL电平与RS232电平的转换；但现在更多的是使用TTL电平转USB芯片，进行转换，常用的有PL2303，CH340，CP2102，FT232等。
2 ）串口设计规范是不支持热插拔，实际中有人也热插拔着，但尽量少用，避免板子芯片坏了。

2 linux下的串口设备文件

1）tty（当前控制台终端）
    这是应用程序中的概念，如果当前进程有控制终端（Controlling Terminal），那么/dev/tty就是当前进程控制台的设备文件。对于你登录的shell，/dev/tty就是你使用的控制台，设备号是（5,0）。不过它并不指任何物理意义上的控制台，/dev/tty会映射到当前设备（使用命令“tty”可以查看它具体对应哪个实际物理控制台设备）。输出到/dev/tty的内容只会显示在当前工作终端上（无论是登录在ttyn中还是pty中）。你如果在控制台界面下(即字符界面下）那么dev/tty就是映射到dev/tty1-6之间的一个（取决于你当前的控制台号），但是如果你现在是在图形界面（Xwindows），那么你会发现现在的/dev/tty映射到的是/dev/pts的伪终端上。/dev/tty有些类似于到实际所使用终端设备的一个联接。
    可以输入命令“tty"，将显示当前映射终端如：/dev/tty1或者/dev/pts/0等。也可以使用命令“ps -ax”来查看其他进程与哪个控制终端相连。在当前终端中输入 echo “tekkaman” > /dev/tty ，都会直接显示在当前的终端中。

2、ttyn（虚拟控制台终端）
    在Linux 系统中，计算机显示器通常被称为控制台终端 (Console)。它仿真了类型为Linux的一种终端(TERM=Linux)，并且有一些设备特殊文件与之相关联：tty0、tty1、tty2 等。当你在控制台上登录时，使用的是tty1。使用Alt+[F1—F6]组合键时，我们就可以切换到tty2、tty3等上面去。tty1–tty6等 称为虚拟终端，而tty0则是当前所使用虚拟终端的一个别名，系统所产生的信息会发送到该终端上（这时也叫控制台终端）。因此不管当前正在使用哪个虚拟终端，系统信息都会发送到控制台终端上。

3、ttyS（串行端口终端）
    串行端口终端（Serial Port Terminal）是使用计算机串行端口连接的终端设备。计算机把每个串行端口都看作是一个字符设备。有段时间串行端口设备通常被称为终端设备，那时它的最大用途就是用来连接终端，所以这些串行端口所对应的设备名称是/dev/tts/0（或/dev/ttyS0）、/dev/tts/1（或/dev /ttyS1）等，设备号分别是（4,0）、（4,1）等（对应于win系统下的COM1、COM2等）。若要向一个端口发送数据，可以在命令行上把标准输出重定向到这些特殊文件名上即可。例如，在命令行提示符下键入：echo tekkaman> /dev/ttyS1会把“tekkaman”发送到连接在ttyS1（COM2）端口的设备上。

    在2.6以后的内核中，部分三星芯片（例如S3C24x0等）将串口终端设备节点命名为ttySACn。TI的Omap系列芯片从2.6.37开始芯片自带的UART设备开始使用专有的的omap-uart驱动，故设备节点命名为ttyOn，以区别于使用8250驱动时的设备名“ttySn”。

PS,关于串口设备文件的详细信息，可参见linux源码下的内核文档/Documentation/devices.txt文件。

二、操作BBG上的串口

1 BBG上的串口

    BBG上，同BBB一样，通过扩展接口，引出了6路串口，这也是AM335x芯片的特殊之处。其中一路为调试串口，即UART0（一般嵌入式开发板的调试串口，都默认为UART0），另外5路通过扩展接口引出，但BBG为了方便用户使用串口，又从扩展接口引出了UART2。具体的引脚，如下图所示：

2 终端操作

1)启动串口

BBG默认没有开启UART串口，需要用户通过设备树自己开启，具体设备树文件在/lib/firmware下。使用时，只需要在终端命令下输入：

echo BB-UART2:00A0 > /sys/devices/bone_capemgr.*/slots
echo BB-UART4:00A0 > /sys/devices/bone_capemgr.*/slots

查看下设备文件，已生成ttyO2和ttyO4设备文件

为了通信，还需要设置串口的滤特率

stty -F /dev/ttyO2 115200
stty -F /dev/ttyO4 115200

2)硬件连接

分别将UART2和UART4的RXD和TXD交叉相连，将一个发送数据，另一个接收数据

3)发送与接收数据

3 BBG与PC串口通信

1)硬件连接

将UART2的TXD和TXD使用TTL转USB数据线相连，数据线的另一端插入电脑

2)发送数据

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