树莓派3B使用GPIO实现串口通信

旧城等待， 2024-04-18 03:54 82阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  介绍
 *   *  硬件
     *  系统
 *  配置步骤
 *   *  安装raspi-config
 *  配置GPIO串口
 *   *  1、启用串口ttyS0
     *  2、关闭Console
 *  修改树莓派CPU频率
 *  测试
 *   *  连线
     *  编辑文件
     *  运行代码
 *  ttyS0串口权限
 *  参考文献

# 介绍 #

前面已经写过一篇关于树莓派3B+的GPIO测试相关的博客，详情请移步[《树莓派3B+使用GPIO实现串口通信》][3B_GPIO]。本篇继续讲关于GPIO串口的相关操作。

## 硬件 ##

树莓派3B

## 系统 ##

Ubuntu mate 16.04

--------------------

# 配置步骤 #

## 安装raspi-config ##

在使用[《树莓派3B+使用GPIO实现串口通信》][3B_GPIO]中同样的方法配置GPIO时发现，纯净的Ubuntu mate 16.04系统是没有**sudo raspi-config**命令的，因此需要先安装raspi-config。

1、下载raspi-config.deb文件

wget http://mirrors.ustc.edu.cn/archive.raspberrypi.org/debian/pool/main/r/raspi-config/raspi-config_20170926_all.deb

2、解决依赖问题

sudo apt install whiptail parted lua5.1 alsa-utils psmisc

3、安装软件

dpkg -i raspi-config_20170926_all.deb

4、运行raspi-config，需要sudo或以上权限

sudo raspi-config

5、raspi-config能够运行的还有一个重要前提，boot分区已被正常挂载  
先查看一下boot分区所在设备号

fdisk -l

再把它挂载到/boot上(以下是示例，不一定是mmcblk0p6，需根据实际情况决定)mount /dev/mmcblk0p6 /boot

首先大家可以使用命令看一下树莓派3b+支持的GPIO串口

ls -la /dev/

--------------------

# 配置GPIO串口 #

## 1、启用串口ttyS0 ##

打开串口/dev/ttyS0

sudo rasp-config

打开系统配置界面如下图，选择**Inerfacing Options**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

然后选择 **serial**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

选择**No**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

然后**Yes**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

最后选择保存，退出即可。

这个时候在输入下面的命令就可以看到串口ttyS0，但是还是不能用，继续配置。

ls -la /dev/

## 2、关闭Console ##

在终端中输入：

sudo systemctl stop serial-getty@ttyS0.service
    sudo systemctl disable serial-getty@ttyS0.service

然后，重启

重启之后输入，就可以啦

sudo systemctl mask serial-getty@ttyS0.service

--------------------

# 修改树莓派CPU频率 #

这样理论上完成了，但是我在实际测试中发现，

1.  串口发送时偶尔可以发送一条正常字符串，大部分情况下是乱码
2.  串口接收数据时，出现\*\*\\xe8 \\xe9\*\*之类的数据。

各方查找资料后，发现有网友说可能是因为树莓派工作频率不对造成的，连接在此[  
Raspberry Pi 3 login via UART on GPIO Baud Rates broken][Raspberry Pi 3 login via UART on GPIO Baud Rates broken]，有兴趣的朋友可以自己去看看。下面介绍修改方法：

sudo vim /boot/config.txt

查找下这句话 **core\_freq=250** 是否启用，如果没有的话就将这句话前面的 **\#** 号去掉，也可以在最下面添加上 **core\_freq=250** ，搞定。

--------------------

# 测试 #

## 连线 ##

树莓派串口接线如下图所示：  
**记得TX接RX，RX接TX**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][] 对应引脚参照表如下： ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

## 编辑文件 ##

vim test.py

输入下面的代码（注意这里配置的串口波特率是9600）：

import serial
    
    serialport = serial.Serial("/dev/ttyS0", baudrate=9600, timeout=3.0)
    
    while True:
        serialport.write("rnSay something:")
        rcv = serialport.read(10)
        serialport.write("rnYou sent:" + repr(rcv))

## 运行代码 ##

运行代码之前，需要先提升串口/dev/ttyS0的读写权限

sudo chmod 666 /dev/ttyS0

然后在运行代码

pythoin test.py

# ttyS0串口权限 #

前面虽然已经把串口配置好，但是每次使用串口时需要运行`sudo chmod 666 /dev/ttyS0`给串口权限，为了方便，下面介绍如何把串口/dev/ttyS0自动获取权限

编写`.rulrs`规则

sudo vim /etc/udev/rules.d/90-local.rules

然后在里面加上：

KERNEL=="ttyS0*", OWNER="root", GROUP="tty", MODE="0666"

这里简单解释下，其中`KERNEL`是串口的名字，`OWNER`是拥有者，对应下图中红色框，`GROUP`是所属的群，对应下图中的蓝色框

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

然后，重启，完事儿~

如果想修改蓝牙和串口之间的映射，请参考下面的连接

# 参考文献 #

[How to setup the UART on Raspberry Pi 3][]  
[树莓派——安装raspi-config][raspi-config]  
[Raspberry Pi 3 login via UART on GPIO Baud Rates broken][]

[3B_GPIO]: https://blog.csdn.net/qq_16775293/article/details/97891715
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/17/5f62702e509b4cf1973d3e46d2d80d0e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/17/611affa3191a429e8858aa8d6d0c3f52.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/17/4a9a7a7e74a549e3a36105db074560fe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/17/5d9c6e5545ae412da8bc70f818b05d5d.png
[Raspberry Pi 3 login via UART on GPIO Baud Rates broken]: https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?p=917091
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190731194413685.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/17/07f2d6f28d4d4cf8920ffcbc2a876bf3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/17/873f692f336a46348cffd2c8781e3c7d.png
[How to setup the UART on Raspberry Pi 3]: https://www.circuits.dk/setup-raspberry-pi-3-gpio-uart/
[raspi-config]: https://www.jianshu.com/p/87b270789cd3