Linux 串口RS232/485/GPS 驱动实验(移植minicom)

串口是很常用的一个外设，在Linux 下通常通过串口和其他设备或传感器进行通信，根据
电平的不同，串口分为TTL 和RS232。不管是什么样的接口电平，其驱动程序都是一样的，通
过外接RS485 这样的芯片就可以将串口转换为RS485 信号，正点原子的I.MX6U-ALPHA 开发
板就是这么做的。对于正点原子的I.MX6U-ALPHA 开发板而言，RS232、RS485 以及GPS 模
块接口通通连接到了I.MX6U 的UART3 接口上，因此这些外设最终都归结为UART3 的串口驱
动。本章我们就来学习一下如何驱动I.MX6U-ALPHA 开发板上的UART3 串口，进而实现RS232、
RS485 以及GSP 驱动。

Linux 下UART 驱动框架

1、uart_driver 注册与注销
同I2C、SPI 一样，Linux 也提供了串口驱动框架，我们只需要按照相应的串口框架编写驱
动程序即可。串口驱动没有什么主机端和设备端之分，就只有一个串口驱动，而且这个驱动也
已经由NXP 官方已经编写好了，我们真正要做的就是在设备树中添加所要使用的串口节点信
息。当系统启动以后串口驱动和设备匹配成功，相应的串口就会被驱动起来，生成
/dev/ttymxcX(X=0….n)文件。
虽然串口驱动不需要我们去写，但是串口驱动框架我们还是需要了解的，uart_driver 结构
体表示UART 驱动，uart_driver 定义在include/linux/serial_core.h 文件中，内容如下：

示例代码63.1.1 uart_driver 结构体
295 struct uart_driver {
296 struct module *owner; /* 模块所属者*/
297 const char *driver_name; /* 驱动名字*/
298 const char *dev_name; /* 设备名字*/
299 int major; /* 主设备号*/
300 int minor; /* 次设备号*/
301 int nr; /* 设备数*/
302 struct console *cons; /* 控制台*/
303
304 /*
305 * these are private; the low level driver should not
306 * touch these; they should be initialised to NULL
307 */
308 struct uart_state *state;
309 struct tty_driver *tty_driver;
310 };

每个串口驱动都需要定义一个uart_driver，加载驱动的时候通过uart_register_driver 函数向
系统注册这个uart_driver，此函数原型如下：

int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)

函数参数和返回值含义如下：
drv：要注册的uart_driver。
返回值：0，成功；负值，失败。
注销驱动的时候也需要注销掉前面注册的uart_driver，需要用到uart_unregister_driver 函数，
函数原型如下：

void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv)

函数参数和返回值含义如下：
drv：要注销的uart_driver。
返回值：无。
2、uart_port 的添加与移除
uart_port 表示一个具体的port，uart_port 定义在include/linux/serial_core.h 文件，内容如下
(有省略)：

示例代码63.1.2 uart_port 结构体
117 struct uart_port {
118 spinlock_t lock; /* port lock */
119 unsigned long iobase; /* in/out[bwl] */
120 unsigned char __iomem *membase; /* read/write[bwl] */
......
235 const struct uart_ops *ops;
236 unsigned int custom_divisor;
237 unsigned int line; /* port index */
238 unsigned int minor;
239 resource_size_t mapbase; /* for ioremap */
240 resource_size_t mapsize;
241 struct device *dev; /* parent device */
......
250 };

uart_port 中最主要的就是第235 行的ops，ops 包含了串口的具体驱动函数，这个我们稍后
再看。每个UART 都有一个uart_port，那么uart_port 是怎么和uart_driver 结合起来的呢？这里
要用到uart_add_one_port 函数，函数原型如下：

int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv,
struct uart_port *uport)

函数参数和返回值含义如下：
drv：此port 对应的uart_driver。
uport：要添加到uart_driver 中的port。
返回值：0，成功；负值，失败。
卸载UART 驱动的时候也需要将uart_port 从相应的uart_driver 中移除，需要用到
uart_remove_one_port 函数，函数原型如下：

int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *uport)

函数参数和返回值含义如下：
drv：要卸载的port 所对应的uart_driver。
uport：要卸载的uart_port。
返回值：0，成功；负值，失败。
3、uart_ops 实现
在上面讲解uart_port 的时候说过，uart_port 中的ops 成员变量很重要，因为ops 包含了针
对UART 具体的驱动函数，Linux 系统收发数据最终调用的都是ops 中的函数。ops 是uart_ops
类型的结构体指针变量，uart_ops 定义在include/linux/serial_core.h 文件中，内容如下：

示例代码63.1.3 uart_ops 结构体
49 struct uart_ops {
50 unsigned int (*tx_empty)(struct uart_port *);
51 void (*set_mctrl)(struct uart_port *, unsigned int mctrl);
52 unsigned int (*get_mctrl)(struct uart_port *);
53 void (*stop_tx)(struct uart_port *);
54 void (*start_tx)(struct uart_port *);
55 void (*throttle)(struct uart_port *);
56 void (*unthrottle)(struct uart_port *);
57 void (*send_xchar)(struct uart_port *, char ch);
58 void (*stop_rx)(struct uart_port *);
59 void (*enable_ms)(struct uart_port *);
60 void (*break_ctl)(struct uart_port *, int ctl);
61 int (*startup)(struct uart_port *);
62 void (*shutdown)(struct uart_port *);
63 void (*flush_buffer)(struct uart_port *);
64 void (*set_termios)(struct uart_port *, struct ktermios *new,
65 struct ktermios *old);
66 void (*set_ldisc)(struct uart_port *, struct ktermios *);
67 void (*pm)(struct uart_port *, unsigned int state,
68 unsigned int oldstate);
69
70 /*
71 * Return a string describing the type of the port
72 */
73 const char *(*type)(struct uart_port *);
74
75 /*
76 * Release IO and memory resources used by the port.
77 * This includes iounmap if necessary.
78 */
79 void (*release_port)(struct uart_port *);
80
81 /*
82 * Request IO and memory resources used by the port.
83 * This includes iomapping the port if necessary.
84 */
85 int (*request_port)(struct uart_port *);
86 void (*config_port)(struct uart_port *, int);
87 int (*verify_port)(struct uart_port *, struct serial_struct *);
88 int (*ioctl)(struct uart_port *, unsigned int, unsigned long);
89 #ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
90 int (*poll_init)(struct uart_port *);
91 void (*poll_put_char)(struct uart_port *, unsigned char);
92 int (*poll_get_char)(struct uart_port *);
93 #endif
94 };

UART 驱动编写人员需要实现uart_ops，因为uart_ops 是最底层的UART 驱动接口，是实
实在在的和UART 寄存器打交道的。关于uart_ops 结构体中的这些函数的具体含义请参考
Documentation/serial/driver 这个文档。
UART 驱动框架大概就是这些，接下来我们理论联系实际，看一下NXP 官方的UART 驱动文件是如何编写的。

I.MX6U UART 驱动分析

1、UART 的platform 驱动框架
打开imx6ull.dtsi 文件，找到UART3 对应的子节点，子节点内容如下所示：

示例代码63.2.1 uart3 设备节点
1 uart3: serial@021ec000 {
2 compatible = "fsl,imx6ul-uart",
3 "fsl,imx6q-uart", "fsl,imx21-uart";
4 reg = <0x021ec000 0x4000>;
5 interrupts = <GIC_SPI 28 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
6 clocks = <&clks IMX6UL_CLK_UART3_IPG>,
7 <&clks IMX6UL_CLK_UART3_SERIAL>;
8 clock-names = "ipg", "per";
9 dmas = <&sdma 29 4 0>, <&sdma 30 4 0>;
10 dma-names = "rx", "tx";
11 status = "disabled";
12 };

重点看一下第2，3 行的compatible 属性，这里一共有三个值：“fsl,imx6ul-uart”、“fsl,imx6q-
uar”和“fsl,imx21-uart”。在linux 源码中搜索这三个值即可找到对应的UART 驱动文件，此文
件为drivers/tty/serial/imx.c，在此文件中可以找到如下内容：

示例代码63.2.2 UART platform 驱动框架
267 static struct platform_device_id imx_uart_devtype[] = {
268 {
269 .name = "imx1-uart",
270 .driver_data = (kernel_ulong_t) &imx_uart_devdata[IMX1_UART],
271 }, {
272 .name = "imx21-uart",
273 .driver_data = (kernel_ulong_t)
&imx_uart_devdata[IMX21_UART],
274 }, {
275 .name = "imx6q-uart",
276 .driver_data = (kernel_ulong_t)
&imx_uart_devdata[IMX6Q_UART],
277 }, {
278 /* sentinel */
279 }
280 };
281 MODULE_DEVICE_TABLE(platform, imx_uart_devtype);
282
283 static const struct of_device_id imx_uart_dt_ids[] = {
284 { .compatible = "fsl,imx6q-uart", .data =
&imx_uart_devdata[IMX6Q_UART], },
285 { .compatible = "fsl,imx1-uart", .data =
&imx_uart_devdata[IMX1_UART], },
286 { .compatible = "fsl,imx21-uart", .data =
&imx_uart_devdata[IMX21_UART], },
287 { /* sentinel */ }
288 };
......
2071 static struct platform_driver serial_imx_driver = {
2072 .probe = serial_imx_probe,
2073 .remove = serial_imx_remove,
2074
2075 .suspend = serial_imx_suspend,
2076 .resume = serial_imx_resume,
2077 .id_table = imx_uart_devtype,
2078 .driver = {
2079 .name = "imx-uart",
2080 .of_match_table = imx_uart_dt_ids,
2081 },
2082 };
2083
2084 static int __init imx_serial_init(void)
2085 {
2086 int ret = uart_register_driver(&imx_reg);
2087
2088 if (ret)
2089 return ret;
2090
2091 ret = platform_driver_register(&serial_imx_driver);
2092 if (ret != 0)
2093 uart_unregister_driver(&imx_reg);
2094
2095 return ret;
2096 }
2097
2098 static void __exit imx_serial_exit(void)
2099 {
2100 platform_driver_unregister(&serial_imx_driver);
2101 uart_unregister_driver(&imx_reg);
2102 }
2103
2104 module_init(imx_serial_init);
2105 module_exit(imx_serial_exit);

可以看出I.MX6U 的UART 本质上是一个platform 驱动，第267~280 行，imx_uart_devtype
为传统匹配表。
第283~288 行，设备树所使用的匹配表，第284 行的compatible 属性值为“fsl,imx6q-uart”。
第2071~2082 行，platform 驱动框架结构体serial_imx_driver。
第2084~2096 行，驱动入口函数，第2086 行调用uart_register_driver 函数向Linux 内核注
册uart_driver，在这里就是imx_reg。
第2098~2102 行，驱动出口函数，第2101 行调用uart_unregister_driver 函数注销掉前面注
册的uart_driver，也就是imx_reg。
2、uart_driver 初始化
在imx_serial_init 函数中向Linux 内核注册了imx_reg，imx_reg 就是uart_driver 类型的结
构体变量，imx_reg 定义如下：

示例代码63.2.3 imx_reg 结构体变量
1836 static struct uart_driver imx_reg = {
1837 .owner = THIS_MODULE,
1838 .driver_name = DRIVER_NAME,
1839 .dev_name = DEV_NAME,
1840 .major = SERIAL_IMX_MAJOR,
1841 .minor = MINOR_START,
1842 .nr = ARRAY_SIZE(imx_ports),
1843 .cons = IMX_CONSOLE,
1844 };

3、uart_port 初始化与添加
当UART 设备和驱动匹配成功以后serial_imx_probe 函数就会执行，此函数的重点工作就
是初始化uart_port，然后将其添加到对应的uart_driver 中。在看serial_imx_probe 函数之前先来
看一下imx_port 结构体，imx_port 是NXP 为I.MX 系列SOC 定义的一个设备结构体，此结构
体内部就包含了uart_port 成员变量，imx_port 结构体内容如下所示(有缩减)：

示例代码63.2.4 imx_port 结构体
216 struct imx_port {
217 struct uart_port port;
218 struct timer_list timer;
219 unsigned int old_status;
220 unsigned int have_rtscts:1;
221 unsigned int dte_mode:1;
222 unsigned int irda_inv_rx:1;
223 unsigned int irda_inv_tx:1;
224 unsigned short trcv_delay; /* transceiver delay */
......
243 unsigned long flags;
245 };

第217 行，uart_port 成员变量port。
接下来看一下serial_imx_probe 函数，函数内容如下：

示例代码63.2.5 serial_imx_probe 函数
1969 static int serial_imx_probe(struct platform_device *pdev)
1970 {
1971 struct imx_port *sport;
1972 void __iomem *base;
1973 int ret = 0;
1974 struct resource *res;
1975 int txirq, rxirq, rtsirq;
1976
1977 sport = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*sport), GFP_KERNEL);
1978 if (!sport)
1979 return -ENOMEM;
1980
1981 ret = serial_imx_probe_dt(sport, pdev);
1982 if (ret > 0)
1983 serial_imx_probe_pdata(sport, pdev);
1984 else if (ret < 0)
1985 return ret;
1986
1987 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
1988 base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
1989 if (IS_ERR(base))
1990 return PTR_ERR(base);
1991
1992 rxirq = platform_get_irq(pdev, 0);
1993 txirq = platform_get_irq(pdev, 1);
1994 rtsirq = platform_get_irq(pdev, 2);
1995
1996 sport->port.dev = &pdev->dev;
1997 sport->port.mapbase = res->start;
1998 sport->port.membase = base;
1999 sport->port.type = PORT_IMX,
2000 sport->port.iotype = UPIO_MEM;
2001 sport->port.irq = rxirq;
2002 sport->port.fifosize = 32;
2003 sport->port.ops = &imx_pops;
2004 sport->port.rs485_config = imx_rs485_config;
2005 sport->port.rs485.flags =
2006 SER_RS485_RTS_ON_SEND | SER_RS485_RX_DURING_TX;
2007 sport->port.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
2008 init_timer(&sport->timer);
2009 sport->timer.function = imx_timeout;
2010 sport->timer.data = (unsigned long)sport;
2011
2012 sport->clk_ipg = devm_clk_get(&pdev->dev, "ipg");
2013 if (IS_ERR(sport->clk_ipg)) {
2014 ret = PTR_ERR(sport->clk_ipg);
2015 dev_err(&pdev->dev, "failed to get ipg clk: %d\n", ret);
2016 return ret;
2017 }
2018
2019 sport->clk_per = devm_clk_get(&pdev->dev, "per");
2020 if (IS_ERR(sport->clk_per)) {
2021 ret = PTR_ERR(sport->clk_per);
2022 dev_err(&pdev->dev, "failed to get per clk: %d\n", ret);
2023 return ret;
2024 }
2025
2026 sport->port.uartclk = clk_get_rate(sport->clk_per);
2027 if (sport->port.uartclk > IMX_MODULE_MAX_CLK_RATE) {
2028 ret = clk_set_rate(sport->clk_per, IMX_MODULE_MAX_CLK_RATE);
2029 if (ret < 0) {
2030 dev_err(&pdev->dev, "clk_set_rate() failed\n");
2031 return ret;
2032 }
2033 }
2034 sport->port.uartclk = clk_get_rate(sport->clk_per);
2035
2036 /*
2037 * Allocate the IRQ(s) i.MX1 has three interrupts whereas later
2038 * chips only have one interrupt.
2039 */
2040 if (txirq > 0) {
2041 ret = devm_request_irq(&pdev->dev, rxirq, imx_rxint, 0,
2042 dev_name(&pdev->dev), sport);
2043 if (ret)
2044 return ret;
2045
2046 ret = devm_request_irq(&pdev->dev, txirq, imx_txint, 0,
2047 dev_name(&pdev->dev), sport);
2048 if (ret)
2049 return ret;
2050 } else {
2051 ret = devm_request_irq(&pdev->dev, rxirq, imx_int, 0,
2052 dev_name(&pdev->dev), sport);
2053 if (ret)
2054 return ret;
2055 }
2056
2057 imx_ports[sport->port.line] = sport;
2058
2059 platform_set_drvdata(pdev, sport);
2060
2061 return uart_add_one_port(&imx_reg, &sport->port);
2062 }

第1971 行，定义一个imx_port 类型的结构体指针变量sport。
第1977 行，为sport 申请内存。
第1987~1988 行，从设备树中获取I.MX 系列SOC UART 外设寄存器首地址，对于
I.MX6ULL 的UART3 来说就是0X021EC000。得到寄存器首地址以后对其进行内存映射，得到
对应的虚拟地址。
第1992~1994 行，获取中断信息。
第1996~2034 行，初始化sport，我们重点关注的就是第2003 行初始化sport 的port 成员变
量，也就是设置uart_ops 为imx_pops，imx_pops 就是I.MX6ULL 最底层的驱动函数集合，稍后
再来看。
第2040~2055 行，申请中断。
第2061 行，使用uart_add_one_port 向uart_driver 添加uart_port，在这里就是向imx_reg 添
加sport->port。
4、imx_pops 结构体变量
imx_pops 就是uart_ops 类型的结构体变量，保存了I.MX6ULL 串口最底层的操作函数，
imx_pops 定义如下：

示例代码63.2.6 imx_pops 结构体
1611 static struct uart_ops imx_pops = {
1612 .tx_empty = imx_tx_empty,
1613 .set_mctrl = imx_set_mctrl,
1614 .get_mctrl = imx_get_mctrl,
1615 .stop_tx = imx_stop_tx,
1616 .start_tx = imx_start_tx,
1617 .stop_rx = imx_stop_rx,
1618 .enable_ms = imx_enable_ms,
1619 .break_ctl = imx_break_ctl,
1620 .startup = imx_startup,
1621 .shutdown = imx_shutdown,
1622 .flush_buffer = imx_flush_buffer,
1623 .set_termios = imx_set_termios,
1624 .type = imx_type,
1625 .config_port = imx_config_port,
1626 .verify_port = imx_verify_port,
1627 #if defined(CONFIG_CONSOLE_POLL)
1628 .poll_init = imx_poll_init,
1629 .poll_get_char = imx_poll_get_char,
1630 .poll_put_char = imx_poll_put_char,
1631 #endif
1632 };

imx_pops 中的函数基本都是和I.MX6ULL 的UART 寄存器打交道的，这里就不去详细的
分析了。简单的了解了I.MX6U 的UART 驱动以后我们再来学习一下，如何驱动正点原子
I.MX6U-ALPHA 开发板上的UART3 接口。

硬件原理图分析

本实验要用到的I.MX6U 的UART3 接口，I.MX6U-ALPHA 开发板上RS232、RS485 和GPS
这三个接口都连接到了UART3 上，我们依次来看一下这三个模块的原理图。
1、RS232 原理图
RS232 原理图如图63.3.1 所示：

从图63.3.1 可以看出，RS232 电平通过SP3232 这个芯片来实现，RS232 连接到了I.MX6U
的UART3 接口上，但是要通过JP1 这个跳线帽设置。把JP1 的1-3 和2-4 连接起来以后SP3232
就和UART3 连接到了一起。
2、RS485 原理图
RS485 原理图如图63.3.2 所示：

RS485 采用SP3485 这颗芯片来实现，RO 为数据输出端，RI 为数据输入端，RE 是接收使
能信号(低电平有效)，DE 是发送使能信号(高电平有效)。在图63.3.2 中RE 和DE 经过一系列
的电路，最终通过RS485_RX 来控制，这样我们可以省掉一个RS485 收发控制IO，将RS485
完全当作一个串口来使用，方便我们写驱动。
3、GPS 原理图
正点原子有一款GPS+北斗定位模块，型号为ATK1218-BD，I.MX6U-ALPHA 开发板留出
了这款GPS 定位模块的接口，接口原理图如图63.3.3 所示：

从图63.3.3 可以看出，GPS 模块用的也是UART3，因此UART3 驱动成功以后就可以直接
读取GPS 模块数据了。

RS232 驱动编写

前面我们已经说过了，I.MX6U 的UART 驱动NXP 已经编写好了，所以不需要我们编写。
我们要做的就是在设备树中添加UART3 对应的设备节点即可。打开imx6ull-alientek-emmc.dts
文件，在此文件中只有UART1 对应的uart1 节点，并没有UART3 对应的节点，因此我们可以
参考uart1 节点创建uart3 节点。
1、UART3 IO 节点创建
UART3 用到了UART3_TXD 和UART3_RXD 这两个IO，因此要先在iomuxc 中创建UART3
对应的pinctrl 子节点，在iomuxc 中添加如下内容：

示例代码63.4.1 UART3 引脚pinctrl 节点
1 pinctrl_uart3: uart3grp {
2 fsl,pins = <
3 MX6UL_PAD_UART3_TX_DATA__UART3_DCE_TX 0X1b0b1
4 MX6UL_PAD_UART3_RX_DATA__UART3_DCE_RX 0X1b0b1
5 >;
6 };

最后检查一下UART3_TX 和UART3_RX 这两个引脚有没有被用作其他功能，如果有的话
要将其屏蔽掉，保证这两个IO 只用作UART3，切记！！！
2、添加uart3 节点
默认情况下imx6ull-alientek-emmc.dts 中只有uart1 和uart2 这两个节点，如图63.4.1 所示：

uart1 是UART1 的，在正点原子的I.MX6U-ALPHA 开发板上没有用到UART2，而且UART2
默认用到了UART3 的IO，因此需要将uart2 这个节点删除掉，然后加上UART3 对应的uart3，
uart3 节点内容如下：

示例代码63.4.2 UART3 对应的uart3 节点
1 &uart3 {
2 pinctrl-names = "default";
3 pinctrl-0 = <&pinctrl_uart3>;
4 status = "okay";
5 };

完成以后重新编译设备树并使用新的设备树启动Linux，如果设备树修改成功的话，系统
启动以后就会生成一个名为“/dev/ttymxc2”的设备文件，ttymxc2 就是UART3 对应的设备文
件，应用程序可以通过访问ttymxc2 来实现对UART3 的操作。

移植minicom

minicom 类似我们常用的串口调试助手，是Linux 下很常用的一个串口工具，将minicom
移植到我们的开发板中，这样我们就可以借助minicom 对串口进行读写操作。
1、移植ncurses
minicom 需要用到ncurses，因此需要先移植ncurses，如果前面已经移植好了ncurses，那么
这里就不需要再次移植了，只需要在编译minicom 的时候指定ncurses 库和头文件目录即可。
首先在ubuntu 中创建一个目录来存放我们要移植的文件，比如我在
/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL 目录下创建了一个名为“tool”的目录来存放所有的移植文
件。然后下载ncurses 源码，我们已经将ncurses 源码放到了开发板光盘中，路径为：1、例程源
码-》7、第三方库源码-》ncurses-6.0.tar.gz，将ncurses-6.0.tar.gz 拷贝到Ubuntu 中创建的tool 目
录下，然后进行解压，解压命令如下：

tar -vxzf ncurses-6.0.tar.gz

解压完成以后就会生成一个名为“ncurses-6.0”的文件夹，此文件夹就是ncurese 的源码文
件夹。在tool 目录下新建名为“ncurses”目录，用于保存ncurses 编译结果，一切准备就绪以后
就可以编译ncureses 库了。进入到ncureses 源码目录下，也就是刚刚解压出来的ncurses-6.0 目
录中，首先是配置ncureses，输入如下命令：

./configure --prefix=/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool/ncurses --host=arm-linux-gnueabihf --target=arm-linux-gnueabihf --with-shared --without-profile --disable-stripping --without-progs --with-manpages --without-tests

configure 就是配置脚本，–prefix 用于指定编译结果的保存目录，这里肯定将编译结果保存
到我们前面创建的“ncurses”目录中。–host 用于指定编译器前缀，这里设置为“arm-linux-
gnueabihf”，–target 用于指定目标，这里也设置为“arm-linux-gnueabihf”。配置命令写好以后点
击回车键，等待配置完成，配置成功以后如图63.5.1 所示：

配置成功以后输入“make”命令开始编译，编译成功以后如图63.5.2 所示：

编译成功以后输入“make install”命令安装，安装的意思就是将编译出来的结果拷贝到–pfefix 指定的目录里面去。安装成功以后如图63.5.3 所示：

安装成功以后查看一下前面创建的“ncurses”文件夹，会发现里面多了一些东西，如图63.5.4
所示：

我们需要将图63.5.4 中include、lib 和share 这三个目录中存放的文件分别拷贝到开发板根
文件系统中的/usr/include、/usr/lib 和/usr/share 这三个目录中，如果哪个目录不存在的话请自行
创建！！拷贝命令如下：

sudo cp lib/* /home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs/usr/lib/ -rfa
sudo cp share/* /home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs/usr/share/ -rfa
sudo cp include/* /home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs/usr/include/ -rfa

然后在开发板根目录的/etc/profile(没有的话自己创建一个)文件中添加如下所示内容：

示例代码63.5.1 /etc/profile 文件
1 #!/bin/sh
2 LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
3 export LD_LIBRARY_PATH
4
5 export TERM=vt100
6 export TERMINFO=/usr/share/terminfo

2、移植minicom
继续移植minicom，获取minicom 源码，我们已经放到了开发板光盘中了，路径为：1、例
程源码-》7、第三方库源码-》minicom-2.7.1.tar.gz。将minicom-2.7.1.tar.gz 拷贝到ubuntu 中的
/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool 目录下，然后在tool 目录下新建一个名为“minicom”的
子目录，用于存放minicom 编译结果。一切准备好以后就可以编译minicom 了，先解压minicom，
命令如下：

tar -vxzf minicom-2.7.1.tar.gz

解压完成以后会生成一个叫做minicom-2.7.1 的文件夹，这个就是minicom 的源码，进入到
此目录中，然后配置minicom，配置命令如下：

cd minicom-2.7.1/ //进入minicom 源码目录
./configure CC=arm-linux-gnueabihf-gcc --prefix=/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool/
minicom --host=arm-linux-gnueabihf CPPFLAGS=-I/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool/
ncurses/include LDFLAGS=-L/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool/ncurses/lib -enable-cfg-dir=/etc/minicom //配置

CC 表示要使用的gcc 交叉编译器，–prefix 指定编译出来的文件存放目录，肯定要存放到
我们前面创建的minicom 目录中。–host 指定交叉编译器前缀，CPPFLAGS 指定ncurses 的头文件路径，LDFLAGS 指定ncurses 的库路径。
配置成功的话如图63.5.5 所示：

配置成功以后执行如下命令编译并安装：

make
make install

编译安装完成以后，前面创建的minicom 目录内容如图63.5.6 所示：

将minicom 目录中bin 子目录下的所有文件拷贝到开发板根目录中的/usr/bin 目录下，命令
如下：

sudo cp bin/* /home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs/usr/bin/

完成以后在开发板中输入“minicom -v”来查看minicom 工作是否正常，结果如图63.5.7 所
示：

从图63.5.7 可以看出，此时minicom 版本号为2.7.1，minicom 版本号查看正常。输入如下
命令打开minicom 配置界面：

minicom -s

结果是打不开minicom 配置界面，提示如图63.5.8 所示信息：

从图63.5.8 可以看出，minicom 异常嚣张，竟然让我们“Go away”，这能容忍？！必须要
治一下。解决方法很简单，新建/etc/passwd 文件，然后在passwd 文件里面输入如下所示内容：

示例代码63.5.2 /etc/passwd 文件
1 root:x:0:0:root:/root:/bin/sh

完成以后重启开发板！
完成以后重启开发板！
开发板重启以后再执行“minicom -s”命令，此时minicom 配置界面就可以打开了，如图
63.5.9 所示：

如果能出现图63.5.9 所示界面，那么就说明mincom 工作正常了。

RS232 驱动测试

RS232 连接设置

在测试之前要先将I.MX6U-ALPHA 开发板的RS232 与电脑连接起来，首先设置JP1 跳线
帽，如图63.6.1.1 所示：

跳线帽设置好以后使用RS232 线将开发板与电脑连接起来，这里建议使用USB 转
DB9(RS232)数据线，比如正点原子售卖的CH340 方案的USB 转公头DB9 数据线，如图63.6.1.2
所示：

图63.6.1.2 中所示的数据线是带有CH340 芯片的，因此当连接到电脑以后就会出现一个
COM 口，这个COM 口就是我们要使用的COM 口。比如在我的电脑上就是COM9，在SecureCRT
上新建一个连接，串口为COM9，波特率为115200。

minicom 设置

在开发板中输入“minicom -s”，打开minicom 配置界面，然后选中“Serial port setup”，如
图63.6.2.1 所示：

选中“Serial port setup”以后点击回车，进入设置菜单，如图63.6.2.2 所示：

图63.6.2.2 中有7 个设置项目，分别对应A、B……G，比如第一个是选中串口，UART3 的
串口文件为/dev/ttymxc2，因此串口设备要设置为/dev/ttymxc2。设置方法就是按下键盘上的‘A’，
然后输入“/dev/ttymxc2”即可，如图63.6.2.3 所示：

设置完以后按下回车键确认，确认完以后就可以设置其他的配置项。比如E 设置波特率、
数据位和停止位的、F 设置硬件流控的，设置方法都一样，设置完以后如图63.6.2.4 所示：

都设置完成以后按下回车键确认并退出，这时候会退回到如图63.6.2.1 所示的界面，按下
ESC 键退出图63.6.2.1 所示的配置界面，退出以后如图63.6.2.5 所示：

图63.6.2.2 就是我们的串口调试界面，可以看出当前的串口文件为/dev/ttymxc2，按下CTRL-
A，然后再按下Z 就可以打开minicom 帮助信息界面，如图63.6.2.6 所示：

从图63.6.2.6 可以看出，minicom 有很多快捷键，本实验我们打开minicom 的回显功能，
回显功能配置项为“local Echo on/off…E”，因此按下E 即可打开/关闭回显功能。

RS232 收发测试

1、发送测试
首先测试开发板通过UART3 向电脑发送数据的功能，需要打开minicom 的回显功能(不打
开也可以，但是在minicom 中看不到自己输入的内容)，回显功能打开以后输入“AAAA”，如
图63.6.3.1 所示：

图63.6.3.1 中的“AAAA”相当于开发板通过UART3 向电脑发送“AAAA”，那么COM9
就会接收到“AAAA”，SecureCRT 中COM9 收到的数据如图63.6.3.2 所示：

可以看出，开发板通过UART3 向电脑发送数据正常，那么接下来就测试开发板数据接收
功能。
2、接收测试
接下来测试开发板的UART3 接收功能，同样的，要先打开SecureCRT 上COM9 的本地回
显，否则的话你在COM9 上输出的内容会看不到，但是实际上是已经发送给了开发板。选中
SecureCRT 的Options->Session Options->Adavnced，打开回话配置界面，然后选中“Local echo”，
如图63.6.3.3 所示：

SecureCRT设置好以后向开发板发送一个“BBBB”，在SecureCRT 的COM9 上输入“BBBB”，
如图63.6.3.3 所示：

此时开发板的minicom 就会接收到发送过来的“BBBB”，如图63.6.3.4 所示：

UART3 收发测试都没有问题，说明我们的UART3 驱动工作正常。如果要退出minicom 的
话，在minicom 通信界面按下CRTL+A，然后按下X 来关闭minicom。关于minicom 的使用我
们这里讲的很简单，大家可以在网上查找更加详细的minicom 使用教程。

RS485 测试

前面已经说过了，I.MX6U-ALPHA 开发板上的RS485 接口连接到了UART3 上，因此本质
上就是个串口。RS232 实验我们已经将UART3 的驱动编写好了，所以RS485 实验就不需要编
写任何驱动程序，可以直接使用minicom 来进行测试。

RS485 连接设置

首先是设置JP1 跳线帽，将3-5、4-6 连接起来，如图63.7.1.1 所示：

一个板子是不能进行RS485 通信测试的，还需要另一个RS485 设备，比如另外一块I.MX6U-ALPHA 开发板。这里推荐大家使用正点原子出品的USB 三合一串口转换器，支持USB 转TTL、
RS232 和RS485，如图63.7.1.2 所示：

使用杜邦线将USB 串口转换器的RS485 接口和I.MX6U-ALPHA 开发板的RS485 连接起
来，A 接A，B 接B，不能接错了！连接完成以后如图63.7.1.3 所示：

串口转换器通过USB 线连接到电脑上，我用的是CH340 版本的，因此就不需要安装驱动
的，如果使用的是FT232 版本的就需要安装相应的驱动。连接成功以后电脑就会有相应的COM
口，比如我的电脑上就是COM10，接下来就是测试。

RS485 收发测试

RS485 的测试和RS232 一模一样！USB 多合一转换器的COM 口为10，因此使用SecureCRT
创建一个COM10 的连接。开发板使用UART3，对应的串口设备文件为/dev/ttymxc2，因此开发
板使用minicom 创建一个/dev/ttymxc2 的串口连接。串口波特率都选择115200，8 位数据位，1
位停止位，关闭硬件和软件流控。
1、RS485 发送测试
首先测试开发板通过RS485 发送数据，设置好minicom 以后，同样输入“AAAA”，也就是
通过RS485 向电脑发送一串“AAAA”。如果RS485 驱动工作正常的话，那么电脑就会接收到
开发板发送过来的“AAAA”，如图63.7.2.1 所示：

从图63.7.2.1 可以看出开发板通过RS485 向电脑发送“AAAA”成功，说明RS485 数据数
据发送正常。
2、RS485 接收测试
接下来测试一下RS485 数据接收，电脑通过RS485 向开发板发送“BBBB”，然后观察
minicom 是否能接收到“BBBB”。结果如图63.7.2.2 所示：

从图63.7.2.1 可以看出开发板接收到电脑通过RS485 发送过来的“BBBB”，说明RS485 数
据接收也正常。

GPS 测试

GPS 连接设置

GPS 模块大部分都是串口输出的，这里以正点原子出品的ATK1218-BD 模块为例，这是
一款GSP+北斗的定位模块，模块如图63.8.1.1 所示：

首先要将I.MX6U-ALPHA 开发板上的JP1 跳线帽拔掉，不能连接RS232 或RS485，否则
会干扰到GSP 模块。UART3_TX 和UART3_RX 已经连接到了开发板上的ATK MODULE 上，
直接将ATK1218-BD 模块插到开发板上的ATK MODULE 接口即可，开发板上的ATK MODULE
接口是6 脚的，而ATK1218-BD 模块是5 脚的，因此需要靠左插！然后GPS 需要接上天线，天
线的接收头一定要放到户外，因此室内一般是没有GPS 信号的。连接完成以后如图63.8.1.2 所
示：

GPS 数据接收测试

GPS 我们都是被动接收定位数据的，因此打开minicom，设置/dev/ttymxc2，串口设置要求
如下：
①、波特率设置为38400，因为正点原子的ATK1218-BD 模块默认波特率就是38400。
②、8 位数据位，1 位停止位。
③、关闭硬件和软件流控。
设置好以后如图63.8.2.1 所示：

设置好以后就可以静静的等待GPS 数据输出，GPS 模块第一次启动可能需要几分钟搜星，
等搜到卫星以后才会有定位数据输出。搜到卫星以后GPS 模块输出的定位数据如图63.8.2.2 所
示：