从树莓派的相关资料我们可以看到,树莓派有两个串口可以使用,一个是硬件串口(/dev/ttyAMA0),另一个是mini串口(/dev/ttyS0)。硬件串口有单独的波特率时钟源,性能好,稳定性强;mini串口功能简单,稳定性较差,波特率由CPU内核时钟提供,受内核时钟影响。

树莓派(3/4代)板载蓝牙模块,默认的硬件串口是分配给蓝牙模块使用的,而性能较差的mini串口是分配给GPIO串口 TXD0、RXD0。

因为树莓派初始时默认把性能较差的mini串口分配给GPIO上的TX、RX。我们要使用性能好的串口就需要把两者交换过来。以下是交换的步骤:

  • 1.运行命令,查看串口分配情况
ls /dev -al

树莓派3b uart串口 python 树莓派4串口_树莓派3b uart串口 python

  • 2.由于硬件串口分配给板载蓝牙使用,所以要释放掉,并设置硬件串口分配给GPIO串口。
    首先登陆终端后,输入sudo raspi-config命令进入树莓派系统配置界面,选择第五个Interfacing Options:
  • 3.选择关闭串口登录功能,打开硬件串口调试功能:
  1. 设置硬件串口为GPIO串口
    接着将串口配置为我们的GPIO串口,对输入命令
sudo vim /boot/config.txt
  • 5.将下面两行代码添加到最后:
dtoverlay=miniuart-bt
force_turbo=1

树莓派3b uart串口 python 树莓派4串口_串口通信_02

  • 6.树莓派重启,再次输出:
ls /dev -al

可以看到;两个串口互换了位置:

树莓派3b uart串口 python 树莓派4串口_嵌入式_03

  • 7 禁用串口的控制台功能
    前面步骤已经交换了硬件串口与mini串口的映射关系,但是,现在还不能使用树莓派串口模块与电脑进行通信,因为,树莓派gpio口引出串口默认是用来做控制台使用的,即是为了用串口控制树莓派,而不是通信。所以我们要禁用此默认设置。

首先执行命令如下:

sudo systemctl stop serial-getty@ttyAMA0.service
sudo systemctl disable serial-getty@ttyAMA0.service

然后执行命令:

sudo nano /boot/cmdline.txt
并删除语句console=serial0,115200(没有的话就不需要此步骤)

删除语句:(没有的话就不需要此步骤)

console=serial0,115200
  • 8 测试与验证串口通讯功能
    这里使用三种方式进行测试验证, c语言下使用wiringPi库, python语言下使用serial包,最后命令行使用minicom工具。

先安装以上开发工具:

sudo apt-get install wiringpi
sudo apt-get install python-serial
sudo apt-get install minicom

将usb转ttl模块引脚的GND、TX、RX分别与树莓派的GND、RX、TX连接;电脑端启用串口调试助手,波特率设置一致。

Python语言实现:

# -*- coding: utf-8 -*
import serial
import time

ser = serial.Serial("/dev/ttyAMA0",115200)

if not ser.isOpen():
    print("open failed")
else:
    print("open success: ")
    print(ser)

try:
    while True:
        count = ser.inWaiting()
        if count > 0:
            recv = ser.read(count)
            print("recv: " + recv)
        	ser.write(recv)
        sleep(0.05) 
except KeyboardInterrupt:
    if ser != None:
        ser.close()

C语言实现:

#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <wiringSerial.h>
  
int main()
{
    int fd;
    if(wiringPiSetup()<0) {
        return 1;
    }

    //if((fd=serialOpen("/dev/ttyS0",115200))<0) { // gpio 使用mini串口
    if((fd=serialOpen("/dev/ttyAMA0",115200))<0) { // gpio 使用硬件串口
        return 1;
    }
 
    printf("serial test output ...\n");
    serialPrintf(fd,"1234567890abcdef");
 
    serialClose(fd);
    return 0;
}

树莓派上用Python写的串口发送(16进制)、接收数据(16进制),把16进制的数组转成数组,然后提取出来,在转换成16进制,在转换成10进制。

import RPi.GPIO as GPIO
import serial
import time
import binascii

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

s = serial.Serial("/dev/ttyAMA0",9600)
    
    
    send_data = bytes.fromhex('A3 00 A2 A4 A5')
    s.write(send_data)
    time.sleep(1)
    # rece_data = s.read(10)
    # 接收返回的16进制数组,并把数组转换成字符
    print(send_data)
    rece_data = str(binascii.b2a_hex(s.read(10)))[10:16]
    rece_data_High_16 = rece_data[0:2]   # 数据高16位
    rece_data_High_8  = rece_data[2:4]   # 数据高8位
    rece_data_Low_8   = rece_data[4:6]   # 数据低8位的第1位
    
    print(rece_data)
    print(str("yuanshi:{}".format(rece_data)))
    print(str("rece_data_High_16 :{}".format(rece_data_High_16)))   # 数据高16位的第1位
    print(str("rece_data_High_8 :{}".format(rece_data_High_8)))     # 数据高8位的第1位
    print(str("rece_data_Low_8 :{}".format(rece_data_Low_8)))       # 数据低8位的第1位

    rece_data_High_16_to_int = int(rece_data_High_16)
    rece_data_High_8_to_int  = int(rece_data_High_8)
    rece_data_Low_8_to_int   = int(rece_data_Low_8,16)    # 将16进制转换成10进制

    # 重量运算计算公式 rece_data_High_16 * 65536 +  rece_data_High_8 * 256 + rece_data_Low
    g = ((rece_data_High_16_to_int * 65536) + (rece_data_High_8_to_int * 256) + (rece_data_Low_8_to_int))
    print("重量:{}".format(g) + "g")

    time.sleep(3)