UART

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）是一种广泛用于串行通信的硬件接口协议，用于在两个设备之间异步传输数据（无需时钟信号同步，仅通过约定的波特率等参数实现通信）。它是嵌入式系统、单片机、计算机与外设（如传感器、蓝牙模块、GPS 模块等）之间常用的通信方式。

UART位置

UART 一般位于扩展引脚，通过扩展引脚图查看扩展引脚中带有 UART 标志的引脚。

扩展引脚上的 UART 接口与设备文件的对应关系为：UART 编号直接对应 /dev/ttyS 后的数字，例如 UART6 对应设备文件 /dev/ttyS6。

K7扩展引脚

K7引脚电压

注意： K7的UART默认配置的都是1.8V的电平，不能与3.3V电平的UART通讯，请确定好后使用。
不同电平有什么区别，为什么不能通讯？

硬件连接

基本信号线（核心连接）

UART 通信最少需要 3 根线即可工作（全双工通信）：

TXD（Transmit Data）：发送数据端，设备通过此线向外发送数据。

RXD（Receive Data）：接收数据端，设备通过此线接收外部数据。

GND（Ground）：地线，用于保证两个设备的电平参考一致（共地）。

连接原则

两个设备之间需要交叉连接：

设备 A 的 TXD → 设备 B 的 RXD

设备 A 的 RXD → 设备 B 的 TXD

设备 A 的 GND → 设备 B 的 GND（必须共地，否则可能无法通信或数据错乱）

回环测试

软件默认已配置 UART8，下面以 UART8 进行示例说明。

RX、TX 进行硬件短接。

microcom 指定 UART8 进行通讯

console$ microcom -s 115200 /dev/ttyS8

示例：

root@linaro-alip:/# microcom -s 115200  -p /dev/ttyS8
[ 4218.137343] of_dma_request_slave_channel: dma-names property of node '/serial@2adb0000' missing or empty
connected to /dev/ttyS8
[ 4218.137431] dw-apb-uart 2adb0000.serial: failed to request DMA, use interrupt mode
Escape character: Ctrl-\
Type the escape character to get to the prompt.
hello uart word!

回环测试下，microcom 能够同时接收输出的字符

常用测试工具

microcom

microcom 是一款轻量级的串口通信工具，常用于嵌入式系统和Linux环境下的串口调试，支持通过命令行配置串口参数并进行数据收发。以下是其基本用法和常见场景：

源码

https://github.com/pengutronix/microcom

一、安装 microcom

在 Ubuntu/Debian 系统中，可直接通过包管理器安装：

sudo apt update
sudo apt install microcom

在嵌入式系统（如 OpenWRT）中，通常已预装，若未安装可通过系统包管理工具安装（如 opkg install microcom）。

二、基本用法

连接串口设备

基本语法：

microcom [选项] <串口设备路径>

示例：连接到 /dev/ttyUSB0 串口（常见的USB转串口设备）：

microcom /dev/ttyUSB0

默认参数：波特率 9600、8位数据位、1位停止位、无校验（8N1）。

自定义串口参数

若设备使用非默认参数（如波特率 115200），需通过 -s 选项指定：

# 波特率 115200，设备 /dev/ttyS0（传统串口）
microcom -s 115200 /dev/ttyS0

其他常用选项：

-p < parity >：设置校验位（n 无校验，o 奇校验，e 偶校验），默认 n；
-8：强制使用8位数据位（默认）；
-t：设置超时时间（单位：毫秒），如 -t 1000 表示超时1秒。

示例（完整配置）：

# 115200波特率，偶校验，设备 /dev/ttyUSB1
microcom -s 115200 -p e /dev/ttyUSB1

三、使用技巧

退出 microcom 按 Ctrl+q 组合键退出当前连接（注意：不是 Ctrl+c，后者会被转发到串口设备）。
数据收发 进入 microcom 交互界面后，输入的内容会直接发送到串口设备，设备返回的数据会实时显示在终端上，适合调试传感器、单片机等设备的串口输出。

查看可用串口 若不确定设备路径，可通过以下命令列出系统中的串口设备：

ls /dev/ttyS*   # 传统串口（如 ttyS0、ttyS1）
ls /dev/ttyUSB* # USB转串口设备（如 ttyUSB0）
ls /dev/ttyACM* # 某些USB设备（如Arduino）可能识别为此类

四、常见问题

权限不足 提示 Permission denied 时，需确保当前用户有权限访问串口设备。可将用户加入 dialout 组（Ubuntu/Debian）：
```
sudo usermod -aG dialout $USER
# 需重新登录生效
```
设备被占用 提示 Device or resource busy 时，说明串口已被其他程序占用（如 minicom、screen 等），需先关闭占用程序。
乱码问题 通常是波特率、校验位等参数与设备不匹配导致，需确认设备的串口参数并重新配置。

microcom 以简洁著称，适合快速调试；若需更复杂的功能（如日志记录、宏定义），可考虑 minicom 或 screen 工具。通过 man microcom 可查看完整选项说明。

minicom

minicom 是一款功能强大的串口通信工具，支持更丰富的配置和操作（如保存配置、文件传输等），比 microcom 更适合复杂的串口调试场景。以下是其核心用法：

源码

https://salsa.debian.org/minicom-team/minicom

一、安装 minicom

在 Ubuntu/Debian 系统中安装：

sudo apt update
sudo apt install minicom

二、基本配置（首次使用必做）

启动配置界面：

sudo minicom -s  # -s 表示进入设置模式

核心配置项（通过方向键选择，回车进入）：
- Serial port setup（串口设置）：按提示修改以下参数（按对应字母进入编辑）：
  - A：串口设备路径（如 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyS0）
  - E：波特率/数据位/停止位（如 115200 8N1，即波特率115200、8数据位、无校验、1停止位）
  - F：硬件流控（默认 No，即关闭）完成后按 Enter 返回，再按 Esc 退出当前菜单。
- Save setup as dfl（保存为默认配置）：后续直接输入 minicom 即可使用此配置。
- Exit（退出配置界面，进入串口交互模式）

三、基本操作

启动 minicom（使用默认配置）：
```
minicom
```
若需加载其他配置文件（如 myconfig）：
```
minicom myconfig
```
退出 minicom：按 Ctrl+A 进入命令模式，再按 Q 并确认（Yes）。
常用快捷键（先按 Ctrl+A，再按以下键）：
- Z：显示所有快捷键帮助
- O：临时打开配置界面
- W：自动换行（解决长文本换行问题）
- L：日志记录（保存串口输出到文件）
- S：发送文件（支持 Xmodem、Ymodem 等协议）
- R：接收文件

四、高级用法

文件传输：
- 发送方：Ctrl+A → S → 选择传输协议（如 xmodem）→ 选择本地文件。
- 接收方：确保目标设备已进入接收模式，在 minicom 中 Ctrl+A → R → 选择相同协议。
多配置管理：
- 保存新配置：sudo minicom -s → 配置完成后选择 Save setup as <name>（如 uart1）。
- 加载配置：minicom uart1。
权限问题解决：若提示无权限访问串口，将用户加入 dialout 组（无需每次用 sudo）：
```
sudo usermod -aG dialout $USER
# 重新登录生效
```

五、常见问题

乱码：检查波特率、数据位等参数是否与设备匹配（Ctrl+A → O 可临时修改）。
无法输入：确认硬件流控是否关闭（配置中 Hardware Flow Control 设为 No）。
设备被占用：关闭其他占用串口的程序（如 screen、microcom），或重启设备。

通过 man minicom 可查看完整手册。minicom 适合需要频繁调试不同串口设备或进行文件传输的场景，配置一次后可重复使用，效率较高。

stty

stty 是 Linux 系统中用于配置和查询终端设备（如终端、串口等）参数的命令行工具，全称为 "set tty"。它可以调整终端的输入输出模式、控制字符、波特率等设置，常用于终端行为定制和串口调试。

源码：

https://github.com/coreutils/coreutils/blob/master/src/stty.c

一、基本用法

查看终端参数

# 显示当前终端的基本配置
stty

# 显示所有参数（详细模式，包括控制字符）
stty -a

# 查看指定设备的参数（如串口 /dev/ttyS0）
stty -F /dev/ttyS0 -a

修改终端参数

（1）控制输入回显

# 关闭输入回显（输入内容不显示在终端，常用于密码输入场景）
stty -echo

# 恢复输入回显
stty echo

（2）配置串口参数（波特率、数据位等）

# 设置串口 /dev/ttyS0 的波特率为 9600（常用波特率：9600、115200 等）
stty -F /dev/ttyS0 9600

# 完整配置：9600 波特率，8 数据位，1 停止位，无校验（8N1 模式）
stty -F /dev/ttyS0 9600 cs8 -parenb -cstopb
# 说明：
# cs8 → 8 数据位
# -parenb → 无校验位（parenb 表示启用校验，加 - 表示禁用）
# -cstopb → 1 停止位（cstopb 表示 2 停止位，加 - 表示禁用）

（3）修改控制字符（如中断、退出键）

# 查看当前控制字符（如 Ctrl+C 对应 intr）
stty -a | grep intr

# 临时修改中断字符为 Ctrl+T（原 Ctrl+C 失效）
stty intr '^T'

# 恢复默认中断字符（Ctrl+C）
stty intr '^C'

（4）设置终端尺寸

# 设置终端为 24 行，80 列
stty rows 24 cols 80

重置终端配置

当终端因异常设置（如乱码、无法输入）导致无法正常使用时，可重置为默认状态：

stty sane

二、常用参数说明

参数

功能描述

-a

显示所有终端参数（详细模式）

-F <设备路径>

指定操作的设备文件（默认是当前终端 /dev/tty，串口常用 /dev/ttyS0 等）

echo/-echo

开启/关闭输入回显

intr <字符>

设置中断字符（默认 ^C，即 Ctrl+C）

quit <字符>

设置退出字符（默认 ^\，即 Ctrl+\）

rows <n> cols <m>

设置终端行数为 n，列数为 m

speed <速率>

设置波特率（如 9600、115200）

cs8

设置 8 位数据位（cs7 为 7 位）

parenb/-parenb

启用/禁用校验位（配合 parodd 可设置奇校验）

cstopb/-cstopb

启用 2 停止位/禁用（即 1 停止位）

sane

恢复终端默认配置

三、实际应用场景

串口调试：配置单片机、传感器等设备的串口通信参数（波特率、数据位等）。示例：与波特率为 115200 的设备通信
```
stty -F /dev/ttyUSB0 115200 cs8 -parenb -cstopb
```

脚本中隐藏输入：如读取密码时关闭回显

echo "请输入密码："
stty -echo  # 关闭回显
read password
stty echo   # 恢复回显
echo "密码已接收"

修复终端乱码：当终端因异常设置导致乱码时，执行 stty sane 重置。

通过 man stty 可查看完整的参数说明和更多用法示例。

常见问题

不同电平有什么区别，为什么不能通讯？

电平标准不匹配

1.8V UART的逻辑电平：
- 高电平（逻辑1）：通常需要输出≥1.35V（根据LVCMOS/LVTTL标准）。
- 低电平（逻辑0）：通常需要输出≤0.45V。
3.3V UART的逻辑电平：
- 高电平（逻辑1）：需要输入≥2.0V才能被识别为有效高电平。
- 低电平（逻辑0）：需要输入≤0.8V才能被识别为有效低电平。

要实现1.8V和3.3V UART的通信，必须通过电平转换电路进行适配。以下是常见方案：

使用双向电平转换器（推荐）

芯片示例：TXB0108、TXS0108E、74LVC1T45等。
原理：
- 1.8V侧与3.3V侧分别供电（如1.8V和3.3V）。
- 芯片根据电源电压自动调整输出电平，确保信号兼容性。

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