树莓派ZeroW学习笔记【2】wiringPi串口编程

2023-01-27 08:32:40

一、树莓派ZeroW串口（UART)使用环境搭建

根据官方信息（https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/uart.md），树莓派ZeroW的CPU内部有两个串口，一个PL001 UART和一个Mini UART。其中Mini UART没有时钟源，必须由内核提供时钟源。因为内核频率本身是变化的，从而导致Mini UART速率不稳，基本无法使用。另外树莓派ZeroW没有将PL011 UART分配GPIO中的UART（GPIO14和GPIO15）上，而是将其分配给了蓝牙模块。所以我们需要关闭蓝牙释放PL011 UART转移到GPIO14/15上，才能正常使用PL011 UART。

【1】查看映射关系

$ sudo ls -l /dev

如上图所示：serial0是GPIO14/15上的UART，ttyAMA0是PL001 UART，这是我已经修改好环境将两者连接起来的结果。

（1）修改cmdline.txt文件

$ sudo vim /boot/cmdline.txt

删除console对应的字段

（2）关闭板载蓝牙

$ sudo systemctl disable hciuart

编辑config.txt文件

$ sudo vim /boot/config.txt

增加如下一行：

dtoverlay=pi3-disable-bt

重启树莓派

$ sudo reboot

（3）禁用串口的控制台功能

再次编辑config.txt文件，增加如下一行：

enable_uart=1

然后重启树莓派

至此GPIO14/15的UART串口应该就能正常使用了。

二、wiringPi串口函数定义：

	函数	功能	参数	返回值	备注
1	*int serialOpen (char device, int baud)**	打开并初始化串口	device 串口的地址，也就是Linux中就是设备所在的目录，树莓派ZeroW用的是"/dev/ttyAMA0"。 baud 波特率	正常返回文件描述符，否则返回-1失败。
2	void serialClose (int fd)	关闭fd关联的串口	fd 文件描述符
3	void serialPutchar (int fd, unsigned char c)	串口发送一个字节的数据	fd 文件描述符 c 要发送的数据
4	*void serialPuts (int fd, char s)**	串口发送一个字符串	fd 文件描述符 s 发送的字符串，字符串要以’\0’结尾
5	*void serialPrintf (int fd, char message)**	和系统函数printf一样发送数据到串口	fd 文件描述符 message 格式化的字符串		系统函数printf是将信息打印到shell中
6	int serialDataAvail (int fd)	获取串口接收缓存中的字节数，以便后续能准确接收。	fd 文件描述符	串口缓存中已经接收的，可读取的字节数，如果返回-1表示错误
7	int serialGetchar (int fd)	从串口缓存中读取一个字节数据	fd 文件描述符	读取到的字符，如果串口缓存中没有可用的数据，则会等待10秒，如果10后还有没，返回-1。	为了提高接收效率，在读取缓存前，先获取接收缓存的有效字节数，然后根据需要读取，避免出现等待。
8	void serialFlush (int fd)	刷新，清空串口缓冲中的所有可用的数据	fd 文件描述符
9	*size_t write (int fd,const void buf,size_t count)**	这个是Linux下的标准IO库函数，需要包含头文件#include <unistd.h>，用于通过串口大量发送数据。	buf 需要发送的数据缓存数组 count 发送buf中的前count个字节数据	实际写入缓存的字符数，错误返回-1	当要需要大量发送时，wiringPi建议使用这个函数。
10	*size_t read(int fd,void buf ,size_t count)**	这个是Linux下的标准IO库函数，需要包含头文件#include <unistd.h>，用于通过串口大量接收数据。	buf 接收的数据缓存数组 count 接收的字节数	实际从缓存中读取的字符数	当要需要大量接收时，wiringPi建议使用这个函数。

三、串口通信实例

#include <stdio.h> 
#include <errno.h>
#include <string.h>

#include <wiringSerial.h> //使用wiringPi串口函数库

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    if ((fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0", 115200)) < 0) //初始化串口并获取文件描述符保存到fd变量里
    {
     fprintf(stderr, "Unable to open serial device: %s\n", strerror(errno));
     return 1 ;
    }

    serialPuts(fd, "Raspi Zero W UART Test Start!");

    for (;;)
    {
      if (serialDataAvail(fd) > 0) //查询接收缓存是否有数据
      {
       serialPutchar(fd,serialGetchar(fd)); //从接收缓存中读取一个字节数据并送入发送缓存中，实现串口环回。
      }

    }

    return 0;
}

将上述代码保存为uart_inout.c

$ gcc uart_inout.c -o uart_inout -l wiringPi

编译后输出uart_inout文件并执行

$ ./uart_inout

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一、树莓派ZeroW串口（UART)使用环境搭建

二、wiringPi串口函数定义：

三、串口通信实例

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