树莓派开发相关知识六 -串口通讯
1、uart串口通信
uart串口通信协议，使用txd，rxd双引脚实行异步数据传输，其中txd为传输口，rxd为接收口。
其协议如上图，由起始位+有效数据位+奇偶校验位(*可选)，停止位(*宽度可调)，空闲位组成，即根据uart协议，当我们需要发送如01010101这8位有 效数据时，我们应该让txd引脚成010101010(LSB低位在前) (0/1根据奇校验，偶校验还是无奇偶校验定) 1(1/1.5/2 脉冲宽度可以是1,1.5,2)，后续如果不发数据了，则停留在空闲位。
如果我们选择有效位8位数据，奇校验并停止位宽度为1，则发送数据时发送 01010100111即可。
- 空闲位：即不发数据时的默认位，取1
- 起始位：取0，空闲位拉低表示“我要发数据了”，接收端监听低位就知道“你发数据了”，当然这是异步通信，数据收发不“负责”，只管发跟收，没有 ack回应。
- 有效数据位：低位在前，即先发低位
- 奇偶校验位：根据协议可设置为奇校验，偶校验，无奇偶校验，奇校验则上述有效位+校验位加起来为奇数，偶校验则有效位+校验位为偶数，无 则没有这个时序
- 停止位：取1，即拉高表示数据传输结束，保持1/1.5/2个脉冲宽度，可根据协议调整
由于是异步通信，因此收发两端必须通过某种方式进行同步，此同步方式为波特率，所谓波特率即一秒钟有多少个位传输，如115200表示为传输速度 为115200bit/s，每个脉冲宽度为1s / 115200 = 8.68us
即，收发双方都是按照8.68us的节奏来进行数据的“裁剪”工作，达到“同步”。
2、wiringPi串口接口函数
int serialOpen(char *device, int baud)
device:串口的地址默认一般是"/dev/ttyAMA0"
baud：波特率
返回：正常返回文件描述符，否则返回-1失败。
void serialClose(int fd)
fd：文件描述符 关闭fd关联的串口
void serialPutchar(int fd, unsigned char c)
fd:文件描述符
c:要发送的数据
void serialPuts (int fd, char *s)
fd：文件描述符
s：发送的字符串，字符串要以'\0'结尾
void serialPrintf (int fd, char *message, …)
fd：文件描述符
message：格式化的字符串
int serialDataAvail (int fd)
fd：文件描述符
返回：串口缓存中已经接收的，可读取的字节数，-1代表错误
int serialGetchar (int fd)
fd：文件描述符
返回：读取到的字符
如果串口缓存中没有可用的数据，则会阻塞10秒，如果10后还有没，返回-1
所以，在读取前，做好通过serialDataAvail判断下。
void serialFlush (int fd)
fd：文件描述符
刷新，清空串口缓冲中的所有可用的数据。3、发送数据测试
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "wiringPi.h"
#include "wiringSerial.h"
int main(void)
{
//打开串口，设备驱动为/dev/ttyAMA0
int fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0", 115200);//波特率
char str[100] = "";
while(1){
//发送0xAA，即0B10101010
serialPutchar(fd, 0xaa);
//每一秒往串口输出helloworld
//serialPuts(fd, "helloworld\n");
//sleep(1);
}
return 0;
}4、时序分析
按照串口协议，此程序中波特率选择115200，其他没有设置，即默认无奇偶校验，停止位宽度为1,8位有效数据。 开始为起始位为0，有效数据位0B10101010，由于LSB低位在前，因此数据时序就变成01010101倒置，停止位1 因此时序应为0010101011这样的周期时序。
5、使用ttl转usb与计算机进行串口通信，从计算机读取
#include <stdio.h>
#include "wiringPi.h"
#include "wiringSerial.h"
#include <string.h>
int main(void)
{
//打开串口，设备驱动为/dev/ttyAMA0
int fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0", 115200);
char str[100] = "";
int idx = 0;
char ch = 0;
while(1){
//由于串口输入serialGetchar有阻塞，因此通过serialDataAvail接口判断缓存中是否有数据写入，再进行读取
if(serialDataAvail(fd) > 0){
char ch = serialGetchar(fd);
str[idx] = ch;
if(ch == '\n')
{
str[idx] = '\0';
printf("%s\n", str);
idx = 0;
}else
{
idx++;
}
}
}
return 0;
}