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树莓派开发笔记(六)：GPIO口的UART使用

前话

前面使用了GPIO口的输入和输出，本篇重点是GPIO口的uart使用，使用uart与电脑串口通讯。

Demo：GPIO口的UART通讯

Pi3的蓝牙和GPIO口的UART不可兼得

树莓派3上用户目前无法正常是使用GPIO中的UART串口(GPIO14&GPIO15),，原因是树莓派CPU内部有两个串口，一个是硬件串口(官方称为PL011 UART)，一个是迷你串口(官方成为mini-uart)。在树莓派2B/B+这些老版树莓派上，官方设计时都是将“硬件串口”分配给GPIO中的UART(GPIO14&GPIO15)，因此可以独立调整串口的速率和模式。而树莓派3的设计上，官方在设计时将硬件串口分配给了新增的蓝牙模块上，而将一个没有时钟源，必须由内核提供时钟参考源的“迷你串口”分配给了GPIO的串口，这样以来由于内核的频率本身是变化的，就会导致“迷你串口”的速率不稳定，这样就出现了无法正常使用的情况。目前解决方法就是，关闭蓝牙对硬件串口的使用，将硬件串口重新恢复给GPIO的串口使用，也就意味着树莓派3的板载蓝牙和串口，现在成了鱼和熊掌，两者无法兼得。

恢复GPIO串口的方法

查看下当前系统的串口信息

编辑/boot目录下的config.txt文件

sudo vim/boot/config.txt

添加下面两行，

dtoverlay=pi3-miniuart-bt

注意："pi3-miniuart-bt"是在文件夹/boot/overlays中可以找到的。如果没有，你可以下载一个"pi3-miniuart-bt-overlay"文件并将其拷贝至/boot/overlays文件夹中，并且将下面的语句更改为：dtoverlay=pi3-miniuart-bt-overlay即可。

再编辑cmdline.txt文件

sudo gdit /boot/cmdline.txt

修改以下内容

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes  rootwait

保存重启即可。

查看下重启后的串口信息

出现两个串口，表示操作成功

关闭蓝牙

我们不再使用蓝牙，所以为了节省能耗，关掉蓝牙

sudo systemctl diable hciuart
sudo vim /lib/systemd/system/hciuart.service

将ttyAMA0改成ttyS0，如下图

测试GPIO串口

短接GPIO14和GPIO15，先使用minicom环回测试。

安装串口工具minicom

sudo apt-get install minicom

运行工具

sudo minicom -s

选择第三项

配置参数

先内部环回测试，短接GPIO14和GPIO15，在mincom时打开回显（Ctrl

+A，再全部松开按Z，跳出配置界面按E）

输入一个在字符，先回显字符，然后自己又接收到字符，如下图测试成功

对接电脑的USB转TTL，树莓派RX对TTL的TX，树莓派TX对TTL的RX，测试成功，如下图：

电路原理图

关键代码

初始化

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    _uart.open();
    connect(&_uart, SIGNAL(recvData(QByteArray)), this, SLOT(recvData(QByteArray)));
    startTimer(1000);
}

接收数据代码

void MainWindow::recvData(QByteArray data)
{
    ui->label_uart->setText(QString(data));
}

模块代码

uart.h

#ifndef UART_H
#define UART_H
#include <QObject>
#include "wiringSerial.h"
#include <QByteArray>
class Uart : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Uart(QObject *parent = 0);
signals:
    void recvData(QByteArray);
public slots:
    bool open(QString dev = QString("/dev/ttyAMA0"), int buad = 115200);
    void sendData(QByteArray data);
    void close();
protected slots:
    void loopRead();
private:
    int _fd;
    QByteArray _recvData;
};
#endif // USART_H

uart.cpp

#include "uart.h"
#include <QTimer>
#include "wiringPi.h"
Uart::Uart(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    _fd = 0;
    wiringPiSetup();
}
bool Uart::open(QString dev, int buad)
{
    _fd = serialOpen(dev.toUtf8().data(), buad);
    ......
}

void Uart::sendData(QByteArray data)
{
    ......
serialPuts(_fd, data.data());
......
}
void Uart::close()
{
    if(_fd > 0)
    {
        serialClose(_fd);
        _fd = 0;
    }
}
void Uart::loopRead()
{
    ......
    int size = serialDataAvail(_fd);
    _recvData.clear();
    for(int index = 0; index < size; index++)
    {
        _recvData.append((uchar)serialGetchar(_fd));
    }
    ……
}

运行效果

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