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_PIN

K7引脚电压

K7_PIN_DOMAIN

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

常用测试方式

Android SerialPort API

“Android SerialPort API” 是早期开源的 Android 串口通信工具类项目。其核心功能是为 Android 设备提供串口（如 RS232、UART）通信的封装接口，解决 Android 系统原生缺乏串口操作统一 API 的问题，方便开发者实现设备与外部硬件（如传感器、单片机、POS 机等）的串口数据交互。

网址链接

https://code.google.com/archive/p/android-serialport-api/

网盘路径

3-SoftwareData/Android_serial_api

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

  1. 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）。

  1. 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

  1. 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）。

  2. 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。

  3. 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

  1. 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

  2. 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。

  3. 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）

  1. 启动配置界面：

    sudo minicom -s  # -s 表示进入设置模式

  2. 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

  1. 启动 minicom（使用默认配置）：

    minicom

    若需加载其他配置文件（如 myconfig）：

    minicom myconfig

  2. 退出 minicom： 按 Ctrl+A 进入命令模式，再按 Q 并确认（Yes）。

  3. 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

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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

  1. 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

  1. 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

  1. 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

  1. 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

  2. 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"

  3. 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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