树莓派3B+：串口通讯

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背景

树莓派控制信号源，信号源使用的是RS232串口通讯，因此需要打开树莓派的串口。

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一、树莓派串口通讯是什么？

指令：

gpio readall

树莓派串口通讯使用的是树莓派的8、10针（GPIO15、16），一发一收引脚。

官网介绍：GPIO引脚

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二、使用步骤

1.树莓派串口知识

树莓派包含两个串口：ttyAMA0、ttyS0。
ttyAMA0：硬件串口，由硬件实现，稳定性高，有单独的波特率时钟源，一般与其他硬件的串口通讯使用ttyAMA0。
ttyS0：mini串口，时钟源是由CPU内核时钟提供的，因此当CPU使用率高时，其波特率不稳定。

serial0是GPIO引脚对应的串口，主串口
serial1是蓝牙bt对应的串口，辅助串口

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2.查看当前的串口使用及映射关系

ls -l /dev/serial* 

当前开放串口只有蓝牙串口serial1，连接的是ttyAMA0

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3.释放串口ttyAMA0

官方在树莓派/boot/overlays/README中明确写到：

Name:   disable-bt
Info:   Disable onboard Bluetooth on Pi 3B, 3B+, 3A+, 4B and Zero W, restoring     UART0/ttyAMA0 over GPIOs 14 & 15.
N.B. To disable the systemd service that initialises the modem so it  doesn't use the UART, use 'sudo systemctl disable hciuart'.
Load:   dtoverlay=disable-bt
Params: <None>

即，通过使用 dtoverlay=disable-bt 可以禁用 Pi 3B、3B+、3A+、4B和零W上的板载蓝牙，通过 GPIO 14 和 15 恢复 UART0 /ttyAMA0。
同时，要禁用初始化调制解调器的 systemd 服务，使其不使用 UART，请使用

sudo systemctl disable hciuart

现在我们按照操作来逐步进行设置：

第一步：在树莓派/boot/config.txt中最后一行添加

dtoverlay=disable-bt

重启后会发现蓝牙不再开启，但是提示以下内容：

解决方法：设置串口可以进行通信，但是禁止串口的控制台功能。

立即重启

第二步：输入如下指令，关闭服务。

sudo systemctl disable hciuart

此时再重新查看下串口使用及映射关系

对比下最初的串口使用：

可以看出：ttyAMA0已经重新分配给主串口，可以通过引脚进行通讯

3.代码控制串口，验证是否可用

直接使用树莓派自带的python3来编写代码

python3
import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0',115200)

此时会直接报错：串口ttyAMA0访问被拒绝

此时，修改ttyAMA0权限

sudo chmod 777 /dev/ttyAMA0

重新打开串口会发现成功。

至此，树莓派串口ttyAMA0的使用结束

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三、minicom串口回环测试

1.安装minicom

sudo apt-get install minicom

2.配置minicom

sudo minicom –s

进入到“Serial port setup”，设置A和F

键盘控制输入A，更改后回车，键盘控制输入F，回车，再回车。

保存当前配置为默认配置

退出，选择Exit from Minicom。

3.回环测试

第一步：用杜邦线连接Pin8(TxD)和Pin10(RxD)引脚。
第二步：运行 sudo minicom。

可以看到打开的是ttyAMA0。
第三步：Ctrl+A 按下E选择回显。
第四步：输入信息hello，显示为hheelllloo

YES!至此从软件（python3的Serial）和硬件（minicom串口回显）都验证了串口ttyAMA0已经可以正常使用。

4.minicom其他常用指令

Ctrl+A W：当显示的内容超过一行之后自动换行

Ctrl+A C：清屏

Ctrl+A X：退出minicom

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补充

PS：本方式适用于禁止使用蓝牙，如果依然需要使用蓝牙通讯，请在/boot/config.txt中使用dtoverlay=miniuart-bt，并按照下列内容进行其他更改；

Name:   miniuart-bt
Info:   Switch the onboard Bluetooth function on Pi 3B, 3B+, 3A+, 4B and Zero W to use the mini-UART (ttyS0) and restore UART0/ttyAMA0 over GPIOs 14 & 15. 
Note that this may reduce the maximum usable baudrate.
N.B. It is also necessary to edit /lib/systemd/system/hciuart.service and replace ttyAMA0 with ttyS0, unless using Raspbian or another  distribution with udev rules that create /dev/serial0 and /dev/serial1,   in which case use /dev/serial1 instead because it will always be  correct. Furthermore, you must also set core_freq and core_freq_min to   the same value in config.txt  or the miniuart will not work.
Load:   dtoverlay=miniuart-bt,<param>=<val>
Params: krnbt    Set to "on" to enable autoprobing of Bluetooth   driver without need of hciattach/btattach