树莓派4 UART 多串口配置通信

相比树莓派零、1、2 以及 3 的双串口 UART0(PL011)和 UART1(mini UART),树莓派4 中新增了 4 个 PL011 串口共计有 6 个 UART,整理此笔记用作记录和配置参考。

注意,目前搜到的大多数描述树莓派 4 串口的文章,大多数开头都是禁用下蓝牙,这个做法针对树莓派0-3 是必须的,因为本身串口不够用,但对树莓派 4 来说并不需要,因为有额外 4 个串口可以利用,默认配置好的两串口一个用于蓝牙(UART0)另一个是 miniUART 可以保留设置。此方面的文章大多都是一个流程,原因是参考的最初版本是树莓派 3 的设置;树莓派 4 的额外串口设置在树莓派论坛中可以看到相关的介绍,外面的文章不太多。

UART 配置

1. 展示所有串口命令

$ dtoverlay -a | grep uart

展示 pi4 中所有串口

pi@raspberrypi:~ $ dtoverlay -a | grep uart midi-uart0 midi-uart1 miniuart-bt uart0 uart1 uart2 uart3 uart4 uart5

2. 查看特定串口信息

$ dtoverlay -h uart2

查看 UART2 的配置信息等:

pi@raspberrypi:~ $ dtoverlay -h uart2 Name: uart2 Info: Enable uart 2 on GPIOs 0-3 Usage: dtoverlay=uart2, Params: ctsrts Enable CTS/RTS on GPIOs 2-3 (default off)

相关信息会展现 GPIOs 与新的 UART 串口的分配:0-3 对应 UART2, 4-7 对应 UART3,8-11 对应 UART 4,以及 12-15 对应 GUIO 5

关于 4 个针脚中后两位对应的 CTS/RTS,可参考:

https://blog.csdn.net/zeroboundary/article/details/8966586

3. 配置开启串口 UART2-5

执行编辑 config.txt 命令:

sudo nano /boot/config.txt

在文件结尾添加如下:

dtoverlay=uart2 dtoverlay=uart3 dtoverlay=uart4 dtoverlay=uart5

保存(Write Out)并退出(Exit)

重启后查看是否生效:

$ ls /dev/ttyAMA*

结果显示如下:

pi@raspberrypi:~ $ ls /dev/ttyAMA* /dev/ttyAMA0 /dev/ttyAMA1 /dev/ttyAMA2 /dev/ttyAMA3 /dev/ttyAMA4

各 UART 串口与 GPIO 对应关系:

GPIO14 = TXD0 -> ttyAMA0 GPIO0 = TXD2 -> ttyAMA1 GPIO4 = TXD3 -> ttyAMA2 GPIO8 = TXD4 -> ttyAMA3 GPIO12 = TXD5 -> ttyAMA4 GPIO15 = RXD0 -> ttyAMA0 GPIO1 = RXD2 -> ttyAMA1 GPIO5 = RXD3 -> ttyAMA2 GPIO9 = RXD4 -> ttyAMA3 GPIO13 = RXD5 -> ttyAMA4

4. 测试

4.1 串口自发自收测试

现在我们先测试 UART2 是否启用成功,比较简单的测试方式是将其 TXD 和 RXD 相连,自发自收。

根据上方对应关系,UART2 对应 TXD2 和 RXD2,对应 GPIO0 和 GPIO1,对应 ttyAMA1

注:UART0 对应的 ttyAMA0,UART1 对应的 ttyS0,UART2 到 UART5 对应的 ttyAMA1 到 ttyAMA4。

找到对应的 GPIO0 和 GPIO1 针脚连起来:

在树莓派端命令行进入 Python3 环境,通过如下模块和命令自发自收:

pi@raspberrypi:~ $ python3 Python 3.7.3 (default, Jul 25 2020, 13:03:44) [GCC 8.3.0] on linux Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information. >>> import serial >>> ted = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA1″, baudrate=9600) >>> ted.write(“Hello World”.encode(“gbk”)) 11 >>> ted.read(11) b’Hello World’ >>>

同理,我们可以继续用跳线帽将 GPIO4 和 5 相连测试 UART3;GPIO8 和 9 相连测试 UART4; GPIO12 和 13 相连测试 UART5。

pi@raspberrypi:~ $ python3 Python 3.7.3 (default, Jul 25 2020, 13:03:44) [GCC 8.3.0] on linux Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information. >>> import serial >>> ted = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA1″, baudrate=9600) >>> ted.write(“Hello World”.encode(“gbk”)) 11 >>> ted.read(11) b’Hello World’ >>> ted3 = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA2″, baudrate=9600) >>> ted3.write(“Hello No.3”.encode(“gbk”)) 10 >>> ted3.read(10) b’Hello No.3′ >>> ted4 = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA3″, baudrate=9600) >>> ted4.write(“Hello No.4”.encode(“gbk”)) 10 >>> ted4.read(10) b’Hello No.4′ >>> ted5 = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA4″, baudrate=9600) >>> ted5.write(“Hello No.5”.encode(“gbk”)) 10 >>> ted5.read(10) b’Hello No.5′ >>>

4.2 串口间通信测试

接下来测试 UART2 和 UART3 间的通信,将 TXD2 连接 RXD3 即 GPIO0 与 GPIO5 相连;将 TXD3 与 RXD2 连接即 GPIO4 与 GPIO1 相连。

GPIO0 = TXD2 -> ttyAMA1 GPIO4 = TXD3 -> ttyAMA2 GPIO1 = RXD2 -> ttyAMA1 GPIO5 = RXD3 -> ttyAMA2

pi@raspberrypi:~ $ python3 Python 3.7.3 (default, Jul 25 2020, 13:03:44) [GCC 8.3.0] on linux Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information. >>> import serial >>> ted = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA1″, baudrate=9600) >>> ted3 = serial.Serial(port=”/dev/ttyAMA2″, baudrate=9600) >>> ted.write(“Msg from UART2…”.encode(“gbk”)) 17 >>> ted3.read(17) b’Msg from UART2…’ >>> ted3.write(“Msg from UART3…”.encode(“gbk”)) 17 >>> ted.read(17) b’Msg from UART3…’ >>>

OK 挺顺利,UART2 和 UART3 间通信正常。

参考

官方 UART 配置文档:

https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/uart.md

论坛关于多串口的命令与指引:

https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=244827#p1493698

本文遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,原文出处:

https://blog.csdn.net/weixin_40796925/article/details/107907991