Linux UART配置指南:轻松玩转串口通信
linux uart 配置

首页 2024-12-20 16:30:06



Linux UART 配置:掌握串行通信的核心 在现代嵌入式系统和计算机架构中,UART(通用异步收发传输器,Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)扮演着举足轻重的角色

    无论是调试嵌入式设备、实现设备间的低速通信,还是在物联网(IoT)设备中传输数据,UART都以其简单、可靠和灵活的特点而备受青睐

    特别是在Linux操作系统下,UART的配置和使用更是开发者必须掌握的关键技能

    本文将深入探讨Linux下UART的配置方法,帮助读者深入理解并高效应用这一技术

     一、UART基础与原理 UART是一种串行通信协议,通过单根发送线(TXD)和单根接收线(RXD)实现数据的双向传输

    与并行通信相比,虽然UART的传输速率较低,但其硬件实现简单、成本低廉,非常适合于低速、短距离的数据通信

     UART通信的关键参数包括波特率(Baud Rate)、数据位(Data Bits)、停止位(Stop Bits)和校验位(Parity Bit)

    波特率定义了每秒传输的比特数,数据位决定了每个数据包中数据的长度,停止位用于标识数据包的结束,而校验位则用于检测传输中的错误

     二、Linux下UART配置的重要性 在Linux操作系统中,UART的配置直接关系到串行通信的稳定性和效率

    正确的配置能够确保数据在发送和接收过程中的准确性,避免通信失败或数据丢失

    特别是在嵌入式Linux系统中,由于资源有限,UART的高效配置更是系统稳定性和性能的关键所在

     三、Linux UART配置方法 1.硬件连接 在进行UART配置之前,首先需要确保硬件连接正确

    通常,UART设备通过TXD、RXD、GND(地线)以及可能的其他信号线(如RTS、CTS等)与计算机或其他设备相连

    在连接时,务必注意TXD与RXD的交叉连接,即发送线连接接收线,接收线连接发送线

     2.设备树(Device Tree)配置 对于基于ARM架构的嵌入式Linux系统,设备树(Device Tree)成为了硬件描述的重要工具

    在设备树中,可以通过添加UART节点的方式来配置UART设备的参数

    例如,在设备树源文件(DTS)中,可以指定UART的波特率、数据位、停止位等参数

     uart@4000c000{ compatible = arm,pl011, reg = <0x4000c000 0x1000>, interrupts = <0 24 4>, clocks = <&clk_uart>, clock-frequency = <115200>; status = okay; }; 上述示例中,`clock-frequency`属性即指定了UART的波特率为115200

     3.内核命令行参数 在Linux内核启动时,可以通过内核命令行参数来配置UART设备

    这种方法适用于需要在系统启动前快速配置UART的情况

    例如,可以使用`console`参数来指定系统控制台输出的UART设备和相关参数: console=ttyS0,115200n8 上述命令行参数将系统控制台输出重定向到UART设备`ttyS0`,并设置波特率为115200,数据位为8,无奇偶校验,1个停止位

     4.用户空间配置 在Linux用户空间中,可以通过多种工具和方法来配置UART设备

     - stty命令:stty是一个用于配置和显示终端设备驱动设置的命令

    通过`stty`,可以更改UART设备的波特率、数据位、停止位和校验位等参数

     stty -F /dev/ttyS0 115200 cs8 -cstopb -parenb 上述命令将`/dev/ttyS0`设备的波特率设置为115200,数据位设置为8,无奇偶校验,1个停止位

     - minicom/picocom等工具:这些终端仿真工具提供了图形化的界面,方便用户配置和调试UART设备

    通过这些工具,用户可以直观地设置UART参数,并实时监控数据的发送和接收

     - 自定义程序:对于需要高度定制化的应用场景,开发者可以编写自定义程序来配置UART设备

    Linux提供了丰富的API,如`termios`库函数,允许开发者在程序中灵活设置UART参数

     include include include int main() { int fd =open(/dev/ttyS0,O_RDWR |O_NOCTTY |O_SYNC); if(fd < { perror(open); return 1; } struct termios tty; if(tcgetattr(fd, &tty) != 0) { perror(tcgetattr); close(fd); return 1; } cfsetospeed(&tty, B115200); cfsetispeed(&tty, B115200); tty.c_cflag= (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8; // 8-bit chars tty.c_iflag &= ~IGNBRK; // disable break processing tty.c_lflag = 0; // no signaling chars, no echo, // no canonical processing tty.c_oflag = 0; // no remapping, no delays tty.c_cc【VMIN】 = 0; // read doesnt block tty.c_cc【VTIME】 = 5; // 0.5 seconds read timeout tty.c_iflag &=~(IXON | IXOFF | IXANY); // shut off xon/xoff ctrl tty.