不积小流，无以成江海

海纳百川，有容乃大

0%

串口编程

发表于 更新于 分类于

我们在谈到“串口”的时候，往往还会提到 RS-232 、RS-485 等等，它们之间的关系是什么？

串行端口 的概念，是和 并行端口 相对的。串口一次只传输 1bit ，但并行端口会同时传输多个 bit 。

通信，传输字符/字节。

历史上字节长度曾基于硬件为 1-48 bit不等，最初通常使用6 bit 或9 bit 为一字节。今日标准以 8 bit 作为一字节。

虽然以太网、FireWire 和 USB 等接口也以串行流的形式发送数据，但术语 串行端口 通常表示符合 RS-232 或相关标准（如 RS-485 或 RS-422）的硬件。

我们可能会用到 232 串口线、或者 422 串口线连接两个设备，但使用 Qt serial port 模块写软件不用考虑使用了哪种串口线，只需要关注收发两端的波特率、校验位、停止位等一致。

The most well-known options are

  • speed,
  • number of data bits per character,
  • parity, and
  • number of stop bits per character.

硬件

RS-232 是美国电子工业联盟制定的串行数据通信的接口标准，它广泛用于计算机串行接口外设连接。

它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及发送过程。其他常用电气标准还有 RS-422-A、RS-423A、RS-485。

出于节省资金和空间的考虑，25 个管脚的 DB-25 连接器已经不常见，9 个管脚的 DB-9 型连接器被广泛使用。RS-232 中 DB-9 型连接器的信号和管脚分配：2-收，3-发，5-接地。

TODO 电气特性 RS-485

软件

使用 Qt 的串口库，拷贝其示例代码，然后根据业务稍作修改即可。

属性默认值：9600，8-N-1

  • The default value is Baud9600, i.e. 9600 bits per second.
  • The default value is Data8, i.e. 8 data bits.
  • The default value is NoFlowControl, i.e. no flow control.
  • The default value is NoParity, i.e. no parity.
  • The default value is OneStop, i.e. 1 stop bit.

在 Linux 平台打开串口时，确保对目标设备拥有权限。建议使用以下接口判断

  • QSerialPort::SerialPortError error() const
  • QString QIODevice::errorString() const

如果报错权限问题：permission error while locking the device ，
试一试解决办法：删除 /var/lock/LCK..ttyS0 等类似文件。

工具

Windows 下常用的串口调试工具、窗口调试助手，在互联网上能够搜到很多。
可能是因为太简单，或者是定制性太强，并没有一款占据垄断地位的软件。

XShell 和 PuTTY 也支持串口，在调试嵌入式系统的时候就是用的 XShell。
但是 XShell 和 PuTTY 在发送十六进制、以十六进制查看字节上并未做支持，
只能迂回查看，Display Hex in PuTTY for Serial

目前使用的 Microsoft Store 中的“串口调试助手”，
但我要吐槽一句，其他助手 23兆，这款 6070兆的安装包，肯定有坑。

vspd

站在软件开发者的视角，如果每次调试业务时都需要把上下游的串口设备接上才能调试，
无疑是效率很低的，也是愚蠢的。所以我们要想办法甩开硬件串口来调试，我们需要

  1. 软件模拟串口设备，VSPD 虚拟串口工具
  2. 发送内容：有条件直接录取串口数据；没有条件就根据协议自行组装

minicom

linux 平台推荐 minicom ，也只推荐这一款工具。
虽然没有 GUI ，但其作为纯粹的命令行工具，也保证了更广泛的使用场景。
比如 SSH 远程访问在终端中执行，比如离线设备上安装 GUI 助手解决各种依赖很麻烦。

相比图形界面工具，minicom 有一点点的学习成本，但对于熟悉 linux 终端操作的开发者，十分钟上手，半小时熟练使用。

接收串口数据：以十六进制展示 -H，自动换行 -w，开启色彩 -c on ，
底部状态栏查看状态，按下 Ctrl-A Z 查看帮助，按下 Ctrl-A X 退出 minicom 。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
root@localhost 桌面]$ minicom -Hwc on
root@localhost 桌面]$ minicom --help
Usage: minicom [OPTION]... [configuration]
A terminal program for Linux and other unix-like systems.

  -b, --baudrate         : set baudrate (ignore the value from config)
  -D, --device           : set device name (ignore the value from config)
  -s, --setup            : enter setup mode
  ....
  -w, --wrap             : Linewrap on
  -H, --displayhex       : display output in hex
  -z, --statline         : try to use terminal's status line
  -7, --7bit             : force 7bit mode
  -8, --8bit             : force 8bit mode
  -c, --color=on/off     : ANSI style color usage on or off
  ....

串口发送：TODO