第八节 树莓派上C#控制UART通信

树莓派串口介绍操作

1. 串口介绍
   关于树莓派的串口可以先参考两个地方

• 树莓派的官方介绍，地址：https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/configuration.html#configuring-uarts.
• 树莓派实验室的文章，地址：
  https://shumeipai.nxez.com/2021/08/09/raspberry-pi-4-activating-additional-uart-ports.html.

根据上面的内容我们知道树莓派4的串口有六组


根据上面的介绍，基本清楚，6组串口uart0 作为蓝牙的，uart1 miniUART可以作为串口控制台输出
uart2~uart5可作为正常串口使用

• uart0，可以不用管，作为蓝牙，当然禁用蓝牙可以多一个串口，也可以和uart1调换映射。方式可参考其他：https://zhuanlan.zhihu.com/p/106904186.
• uart1 miniUART，就是波特率根据CPU主频来的，有点不稳定的因素。可作为串口控制台输出使用
  配置如下

sudo raspi-config

回车进入下一步

yes就是启用控制台输出，然后OK回车，回到页面，选中Finish回车完成配置，此时可将USB转TTL模块接入GPIO14、15（BCM编码）

sudo reboot

重启可以在串口控制台看到树莓派的启动打印信息，可登录。

• uart2~uart5，这四组串口是可以随意使用的，默认是不打开的

#查看所有串口
dtoverlay -a | grep uart

• 开启uart2-uart5

// 编辑配置文件
sudo nano /boot/config.txt

在文件结尾添加如下：

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

添加完重启设备生效。

• 重启后查看是否生效

// 查看串口
ls /dev/ttyAMA*

可以看见开启的四路已经生效，现在有五组串口，还有一组用作串口控制台登录所以没有显示。

• 串口号与IO口编号对应关系

//BCM编码
GPIO14 = TXD0 -> ttyAMA0
GPIO15 = RXD0 -> ttyAMA0

GPIO0  = TXD2 -> ttyAMA1
GPIO1  = RXD2 -> ttyAMA1

GPIO4  = TXD3 -> ttyAMA2
GPIO5  = RXD3 -> ttyAMA2

GPIO8  = TXD4 -> ttyAMA3
GPIO9  = RXD4 -> ttyAMA3

GPIO12 = TXD5 -> ttyAMA4 
GPIO13 = RXD5 -> ttyAMA4

代码编写移植

我们接着在上一节的工程下进行
我们先添加串口控制的依赖包 System.IO.Ports，和上一节的操作方式一样。

代码如下，注意using引用

using System;
using System.Device.Gpio;
using System.IO.Ports;
using System.Threading;

namespace RaspberryTest
{
    class Program
    {
        public static SerialPort serialPort1 = new();//注册串口
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");

            //GPIO设置
            Console.WriteLine("Blinking LED. Press Ctrl+C to end.");
            int pin = 27;
            using var controller = new GpioController();
            controller.OpenPin(pin, PinMode.Output);  //输出模式
            //controller.OpenPin(pin, PinMode.Input); //输入模式
            bool ledOn = true;

            //串口设置
            serialPort1.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(serialPort1_DataReceived); //串口接受注册

            string[] coms = SerialPort.GetPortNames();//获取串口号

            for (int i = 0; i < coms.Length; i++)
            {
                Console.WriteLine(coms[i]);//打印出口号
            }

            serialPort1.PortName = "/dev/ttyAMA2"; //串口号，相当于Windows下的COM口
            serialPort1.BaudRate = 115200; //波特率

            serialPort1.Open(); //打开串口

            while (true)
            {
                controller.Write(pin, ((ledOn) ? PinValue.High : PinValue.Low));  //控制输出电平
                //controller.Read(pin); //读取输入电平
                ledOn = !ledOn;

                Thread.Sleep(1000);

                serialPort1.Write("I'm OK!");
            }
        }
       //串口收到数据会自动进入这个函数
        private static void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)//串口数据接受
        {
            Console.WriteLine(serialPort1.ReadExisting());//打印串口接收
        }
    }
}

这里我们打开的是ttyAMA2，也就是uart3，对应引脚如下

为了方便测试我没有接usb->ttl串口模块，我是直接将这两个脚用杜邦线短接起来，那么我发什么就会收到什么。

生成代码
将工程目录下的文件传输到树莓派上。在树莓派上，到相应的文件夹下运行

dotnet RaspberryTest.dll

实验效果

开始打印了串口号，我这里多出了4个ttyUSB的串口，因为的树莓派上接了EC20模块，是模块虚拟出来的4个串口，都识别出来了，我发送出去的I’m OK!也返回回来了。

ctrl+c //结束运行

到此树莓派上的C#串口控制实现完成。