• #RS232 / RS485  简介

• • #RS232

  • #RS485

  • #R485与RS232比较

• #开发

• • #DTS配置

  • #驱动开发

  • #POSIX规范API

• #HAL层以上APP层

• • #APK call JNI

  • #APP

• #调试

• • #log开启

• #RS232/RS485/RS422常见问题

#RS232 / RS485  简介

#RS232

RS-232是美国电子工业联盟（EIA）制定的串行数据通信的接口标准，原始编号全称是EIA-RS-232（简称232，RS232）。它被广泛用于计算机串行接口外设连接。RS-232C标准，其中EIA（Electronic Industry Association）代表美国电子工业联盟,RS（Recommended standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的第三次修改（1969年），在这之前，还有RS232B、RS232A. 在RS-232标准中，字符是以一串行的比特串来一个接一个的串列（serial）方式传输，优点是传输线少，配线简单，发送距离可以较远。最常用的编码格式是异步起停（asynchronous start-stop）格式，它使用一个起始比特后面紧跟7或8个数据比特（bit），然后是可选的奇偶校验比特，最后是一或两个停止比特。所以发送一个字符至少需要10比特，带来的一个好的效果是使全部的传输速率，发送信号的速率以10划分。

表中列出的是被较多使用的RS-232中的信号和管脚分配：

DE-9 Male（Pin Side）                   DE-9 Female （Pin Side）         -------------                          -------------         \ 1 2 3 4 5 /                          \ 5 4 3 2 1 /          \ 6 7 8 9 /                            \ 9 8 7 6 /           ---------                              ---------

串行通信在软件设置里需要做多项设置，最常见的设置包括波特率（Baud）、奇偶校验（Parity Check）和停止位（Stop Bit）

#RS485

RS485是由EIA（Electronic Industry Association，美国电子工业协会）于1983年在RS-422基础上制定并发布的一种串行通信平衡式数据发送标准， 经通讯工业协会（TIA）修订后命名为TIA/EIA-485-A。满足RS485标准的收发器采用差分传输方式（Differential Driver Mode），数据最高传输速率为10Mbps，最大通信距离约为1219m。

用缆线两端的电压差值来表示传递信号，不同的电压差分别标识为逻辑1及逻辑0。两端的电压差最小为0.2V以上时有效，任何不大于12V或者不小于－7V的差值对接受端都被认为是正确的。

RS485具有支持多节点（32个节点），传输距离远（最大1219m），接收灵敏度高（200mV电压），连接简单（在构成通信网络时，仅需要一对双绞线作传输线），能抑制共模干扰（差分传输）， 成本低廉等特点，在多站、远距离通信等多种工控环境中获得了广泛应用。

#R485与RS232比较

• RS485相比RS232具有抑制共模干扰、传输距离长等优点，所以许多大型的工业设备都采用RS485进行串口通讯。

• RS485采用的是差分信号，所以在进行串口通讯时，只能采用半双工的工作方式，必须使用1个或2个I/O口来控制RS485的发送和接收状态

#开发

#DTS配置

项目中主芯片RS232 RS485不够 需要通过USB 扩展RS232（silicon CP2105) ，RS232再转RS485 (thvd1500)  RS232转RS485，RE/DE 控住输出 ，项目中通过GPIO控制

rs485-thvd1500{    status = "okay";    compatible = "ti,thvd1500-gpio";    thvd1500-gpio1 = <&pca0 1 1>;    thvd1500-gpio2 = <&pca0 2 1>;};

2路RS485 控制脚

#驱动开发

协议转换

drivers/usb/serial/cp210x.c/* * cp210x_get_config * Reads from the CP210x configuration registers * 'size' is specified in bytes. * 'data' is a pointer to a pre-allocated array of integers large * enough to hold 'size' bytes (with 4 bytes to each integer) */static int cp210x_get_config(struct usb_serial_port *port, u8 request,        unsigned int *data, int size){	...}/* * cp210x_set_config * Writes to the CP210x configuration registers * Values less than 16 bits wide are sent directly * 'size' is specified in bytes. */static int cp210x_set_config(struct usb_serial_port *port, u8 request,        unsigned int *data, int size){	....}static int cp210x_open(struct tty_struct *tty, struct usb_serial_port *port){    int result;                                                                result = cp210x_set_config_single(port, CP210X_IFC_ENABLE,                                UART_ENABLE);    if (result) {        dev_err(&port->dev, "%s - Unable to enable UART\n", __func__);        return result;    }                             /* Configure the termios structure */    cp210x_get_termios(tty, port);                             /* The baud rate must be initialised on cp2104 */    if (tty)        cp210x_change_speed(tty, port, NULL);                             return usb_serial_generic_open(tty, port);}

通过设置termios类型的数据结构中的值，可以对终端接口进行控制。

使能控制：

if (gpio_is_valid(gpio))    {    ┊   devm_gpio_request_one(&pdev->dev, gpio,GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "thvd1500-gpio1");    ┊   thvd1500_priv1.gpio_num = gpio;    ┊   thvd1500_priv1.active_high = flag;    ┊   thvd1 = proc_create_data("thvd1", 0777, thvd1500_dir, &thvd_proc_fops1,(void *)&thvd1500_priv1);    ....

#POSIX规范API

标准接口：

#include 
    
     speed_t cfgetispeed(const struct termios *);speed_t cfgetospeed(const struct termios *);int cfsetispeed(struct termios *, speed_t speed);int cfseospeed(struct termios *, speed_t speed);
    

这些API 作用于termios结构。需要先调用tcgetattr()获得termios结构,再调用以上函数设置终端速度,最后调用tcsetattr()使设置生效。

其他API

#include 
    
     int tcdrain(int fd);让调用程序一直等待,直到所有排队的输出都发送完毕int tcflow(int, int flowtype);暂停或重新开始输出int tcflush(int fd, int in_out_selector);清空输入,输出或两者都清空
    

#HAL层以上APP层

#APK call JNI

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_android_serialport_SerialPort_open  (JNIEnv *env, jclass thiz, jstring path, jint baudrate, jint flags){	int fd;	speed_t speed;	jobject mFileDescriptor;	/* Configure device */	{		struct termios cfg;		LOGD("Configuring serial port");		if (tcgetattr(fd, &cfg))		{			LOGE("tcgetattr() failed");			close(fd);			/* TODO: throw an exception */			return NULL;		}		cfmakeraw(&cfg);		cfsetispeed(&cfg, speed);		cfsetospeed(&cfg, speed);		if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))		{			LOGE("tcsetattr() failed");			close(fd);			/* TODO: throw an exception */			return NULL;		}	}	...	return mFileDescriptor;}Java 中调用JNI    // JNI    private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate,                                              int flags);

调用相关API ，配置termios结构数据

#APP

public class SerialPort { public SerialPort(File device, int baudrate, int flags)            throws SecurityException, IOException {		/* Check access permission */        if (!device.canRead() || !device.canWrite()) {           ...        }        mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);/*调用JNI总open*/        if (mFd == null) {            Log.e(TAG, "native open returns null");            throw new IOException();        }        mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);        mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);    }...}

构建类

/*     * 打开串口，接收数据     * 通过串口，接收单片机发送来的数据     */    public void openSerialPort() {        try {            serialPort = new SerialPort(new File(TTYUSB0), 115200, 0);            //调用对象SerialPort方法，获取串口中"读和写"的数据流            inputStream = serialPort.getInputStream();            outputStream = serialPort.getOutputStream();            serialPort1 = new SerialPort(new File(TTYUSB1), 115200, 0);            //调用对象SerialPort方法，获取串口中"读和写"的数据流            inputStream1 = serialPort1.getInputStream();            outputStream1 = serialPort1.getOutputStream();            Log.i(TAG, "打开串口");        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        //getSerialPort();    }

通过流读取数据

#调试

#log开启

开启USB转RS232 dev_dbg config文件添加

CONFIG_DEBUG_FS=yCONFIG_DYNAMIC_DEBUG=y

kernel debug <linux/device.h> 打印级别

#define KERN_EMERG    KERN_SOH "0"    /* system is unusable */#define KERN_ALERT    KERN_SOH "1"    /* action must be taken immediately */#define KERN_CRIT    KERN_SOH "2"    /* critical conditions */#define KERN_ERR    KERN_SOH "3"    /* error conditions */#define KERN_WARNING    KERN_SOH "4"    /* warning conditions */#define KERN_NOTICE    KERN_SOH "5"    /* normal but significant condition */#define KERN_INFO    KERN_SOH "6"    /* informational */#define KERN_DEBUG    KERN_SOH "7"    /* debug-level messages */#define KERN_DEFAULT    KERN_SOH "d"    /* the default kernel loglevel*/

kernel/printk.c

/* printk's without a loglevel use this.. */ #define DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL 4 /* KERN_WARNING */ int console_printk[4] = {              DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL,       /* console_loglevel 控制台日志级别，优先级高于该值的消息将在控制台显示*/              DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL,       /* default_message_loglevel */              MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL,      /* minimum_console_loglevel 最低的控制台日志级别 */              DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL,       /* default_console_loglevel */};

查看打印级别 和修改打印级别。

rk3399_mid:/ # cat /proc/sys/kernel/printk7       4       1       7rk3399_mid:/ # echo 1 4 1 7 >/proc/sys/kernel/printkrk3399_mid:/ # cat /proc/sys/kernel/printk1       4       1       7

#RS232/RS485/RS422常见问题

问题一 ：A厂的屏可以和设备通信，换成B厂的屏就通信不上了。方向：1） 首先确认一下接线是否正确了，RX和TX是否兼容。2） 地线是否没有接。3） 除了RX，TX，GND，是否还有其它引脚需要短接的。4） 通信协议是否一致或不完善，波特率是否一样。

问题二：设备A是RS232，设备B是RS422，没有转换设备 怎么处理？

设备A是RS422接口，但是只有RS232通信可以测试通信。需要将RS422转成RS232进行通信，两者都是全双工的，接收和发送都是同时到的，而RS422只是以一种差分信号进行传输。将422的Rx+与232的TX接，422的RX-与232的GND接。将422的TX+与232的RX接，422的TX-与232的GDN接。

问题三：RS232接口通信OK ，RS485通信也OK，但是使用RS232转RS485通信就不稳定。RS232全双工，RS485半双工，应用层发送/接受数据时，RS485不能同时收/发，需要Master严格控制数据命令，这是通信倍率调慢一些（不是调节波特率）

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