OrangePi Zero 3学习笔记（Android篇）3 - 串口

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1. 找到串口号

2. 修改串口权限

3. 串口类

3.1 serialport.hpp

3.2 serialport.cpp

3.2.1 构造函数

3.2.2 Open函数

3.2.3 Close函数

3.2.4 Write函数

3.2.5 Read函数

3.2.6 SetFlowCtrl函数

4. 测试程序

5. 编译

6. 运行验证

---

除了默认的UART用于shell，Zero 3的24pin接口还有一路UART5：

将这个脚用线短路起来测试，即红色排针（2个5V接口）那排排针往下数4-5脚短路。

1. 找到串口号

可以在shell中运行命令：

1|apollo-p2:/ $ ls -l /dev/tty*

查看系统本身的串口信息：

crw-rw-rw- 1 root      root           5,   0 1970-01-01 08:00 /dev/tty
crw------- 1 root      root         247,   0 1970-01-01 08:00 /dev/ttyAS0
crw-rw---- 1 bluetooth net_bt_admin 247,   1 1970-01-01 08:00 /dev/ttyAS1
crw------- 1 root      root         247,   5 1970-01-01 08:00 /dev/ttyAS5
crw-rw---- 1 bluetooth net_bt_admin 236,   0 2023-08-10 23:01 /dev/ttyBT0
crw------- 1 root      root         236,   1 1970-01-01 08:00 /dev/ttyBT1
crw------- 1 root      root           4,  64 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS0
crw------- 1 root      root           4,  65 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS1
crw------- 1 root      root           4,  66 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS2
crw------- 1 root      root           4,  67 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS3

从原理图上看，AS1对应UART1，标识也是bluetooth

猜测ttyAS5对应UART5，不过尝试读写ttyAS5提示权限不够。

apollo-p2:/ $ whoami
shell
apollo-p2:/ $ echo hello >/dev/ttyAS5
/system/bin/sh: can't create /dev/ttyAS5: Permission denied
1|apollo-p2:/ $ echo hello >/dev/tty
hello

 修改权限也不行

127|apollo-p2:/ $ chmod 666 /dev/ttyAS5
chmod: chmod '/dev/ttyAS5' to 0666: Operation not permitted

2. 修改串口权限

找到文件longan/kernel/linux-5.4/scripts/dtc/include-prefixes/arm64/sunxi/sun50iw9.dtsi

		serial0 = &uart0;serial1 = &uart1;serial2 = &uart2;serial3 = &uart3;serial4 = &uart4;serial5 = &uart5;

可以看到实际配置了6个Uart。说明不是这里配置。

进入Ubuntu文件系统，进入longan/kernel/linux-5.4文件夹，执行

make menuconfig

在Device Drivers找一圈也没有找到配置。

尝试SELinux方式修改权限。

在device/softwinner/apollo/common/sepolicy/public/file_contexts添加：

/dev/ttyAS5                 u:object_r:ttyAS5_device:s0

这样改也不行。

在device/softwinner/apollo/common/system/init.sun50iw9p1.rc中添加修改权限命令：

on post-fs-data# create file for audio dump datamkdir /data/vendor/hardware/audio_d 0777 audio audiomkdir /data/audio_d 0777 media mediachown system system /dev/nsichmod 0660 /dev/nsichmod 0755 /product/bin/HelloWorldchmod 0666 /dev/ttyAS5

apollo-p2:/ $ ls -l /dev/tty*
crw-rw-rw- 1 root      root           5,   0 1970-01-01 08:00 /dev/tty
crw------- 1 root      root         247,   0 1970-01-01 08:00 /dev/ttyAS0
crw-rw---- 1 bluetooth net_bt_admin 247,   1 1970-01-01 08:00 /dev/ttyAS1
crw-rw-rw- 1 root      root         247,   5 1970-01-01 08:00 /dev/ttyAS5
crw-rw---- 1 bluetooth net_bt_admin 236,   0 2023-08-10 23:01 /dev/ttyBT0
crw------- 1 root      root         236,   1 1970-01-01 08:00 /dev/ttyBT1
crw------- 1 root      root           4,  64 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS0
crw------- 1 root      root           4,  65 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS1
crw------- 1 root      root           4,  66 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS2
crw------- 1 root      root           4,  67 1970-01-01 08:00 /dev/ttyS3

可以看到已经改动了。

apollo-p2:/ $ echo hello </dev/ttyAS5
hello

3. 串口类

参考上一节helloworld的方式（device/softwinner/apollo/apollo-p2）添加SerialPort的文件夹，在这个文件夹里面新增2个文件：serialport.cpp和serialport.hpp。

3.1 serialport.hpp

需要包含的头文件：

#include	<stdio.h>      /*标准输入输出定义*/
#include	<stdlib.h>     /*标准函数库定义*/
#include	<unistd.h>     /*Unix 标准函数定义*/
#include	<sys/types.h> 
#include	<sys/stat.h>
#include	<fcntl.h>      /*文件控制定义*/
#include	<errno.h>      /*错误号定义*/
#include	<termios.h>    /*PPSIX 终端控制定义*/
#include	<string.h> 

增加类： 

using namespace std;
class CSerialport
{private:int fd;const int baudrateSetting[14] = { B1000000, B576000, B500000, B460800, B230400, B115200, B57600, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300,};const int baudrate[14] = {1000000,  576000,  500000,  460800,  230400,  115200,  57600, 38400,  19200,  9600, 4800,  2400,  1200,  300, };public:CSerialport();bool Open(const char *dev); bool Open(const char *dev, int baud);bool Open(const char *dev, int baud, int databits, int stopbits, char parity);void Close(void);int Write(unsigned char *buf, int len); int Read(unsigned char *buf, int len);  bool SetFlowCtrl(bool enable);
};

• fd：串口的句柄。
• baudrateSetting ：底层设置波特率的值，这些参数是底层驱动固定的值。
• baudrate：app层设置波特率的范围，和实际值一致。
• Open：打开串口设备，重载了3个函数，返回值都是true或false，参数的含义分别是
  • dev：设备名，例如打开"/dev/ttyAS1", Open("/dev/ttyAS1")即可。
  • baud：波特率，有效值看数组baudrate
  • databits：数据位长度，有效值7或8，默认8。
  • stopbits：停止位长度，有效值1或2，默认1。
  • parity：校验方式，有效值'O'（奇校验）、'E'（偶校验）、'N'（无校验），默认'N'。
• Close：关闭串口设备
• Write：写数据到串口，buf表示缓冲，写出的数据，len表示数据长度，返回值为实际写出的数据长度，为-1时表示写错误发生。
• Read：从串口读数据，buf表示缓冲，读入的数据，len表示缓冲长度，返回值为实际读入的数据长度，为0则表示无数据。
• SetFlowCtrl：设置流控功能是否使能，参数enable为true时打开流控功能。返回true或false。

3.2 serialport.cpp

在cpp中实现类的成员函数。

需要包含的头文件：

#include "serialport.hpp"

添加命名空间：

using namespace std;

3.2.1 构造函数

CSerialport::CSerialport()
{fd = -1;
}

初始化串口句柄为-1。

3.2.2 Open函数

这里重载了3个Open函数。

第一个只是打开，没有设置串口的其他关键参数。

bool CSerialport::Open(const char *dev)
{char* _dev=new char[256];strcpy(_dev, dev);fd = open(_dev, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);if (-1 == fd)   {           perror("Can't Open Serial Port\n");return false;      }return true;  
}

第二个是设置了波特率。

bool CSerialport::Open(const char *dev, int baud)
{struct termios options;int i;if(Open(dev) == false)return false; if (tcgetattr(fd, &options) !=  0){perror("SetupSerial fail\n");return false;}//设置串口输入波特率和输出波特率  for (i = 0; i < (int)(sizeof(baudrate) / sizeof(int)); i++)  {if (baud == baudrate[i])  {cfsetispeed(&options, baudrateSetting[i]);   cfsetospeed(&options, baudrateSetting[i]); tcflush(fd, TCIFLUSH);if ((tcsetattr(fd, TCSANOW, &options)) != 0){perror("Serialport set error\n");return false;}  return true; }}perror("Open Serial fail: baudrate is invalid\n");return false;
}

第三个函数包括设置串口的常用参数。

bool CSerialport::Open(const char *dev, int baud, int databits, int stopbits, char parity)
{struct termios options;int i;if (Open(dev) == false)return false; if (tcgetattr(fd, &options) != 0){perror("SetupSerial fail\n");return false;}bzero(&options, sizeof(options));for (i = 0; i < (int)(sizeof(baudrate) / sizeof(int)); i++)  {if (baud == baudrate[i])  {cfsetispeed(&options, baudrateSetting[i]);cfsetospeed(&options, baudrateSetting[i]);break;}}options.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;options.c_cflag &= ~CSIZE;switch (databits){case 7:options.c_cflag |= CS7;break;case 8:default:options.c_cflag |= CS8;break;}switch (parity){case 'O':                     //奇校验options.c_cflag |= PARENB;options.c_cflag |= PARODD;options.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);//printf("parity is Odd\n");break;case 'E':                     //偶校验options.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);options.c_cflag |= PARENB;options.c_cflag &= ~PARODD;//printf("parity is Even\n");break;case 'N':                    //无校验default:options.c_cflag &= ~PARENB;//printf("parity is None\n");break;}if (stopbits == 2){options.c_cflag |= CSTOPB;}else{options.c_cflag &= ~CSTOPB;}options.c_cc[VTIME] = 0;options.c_cc[VMIN] = 0;tcflush(fd, TCIFLUSH);if ((tcsetattr(fd, TCSANOW, &options)) != 0){perror("Serialport set error\n");return false;}return true;
}

3.2.3 Close函数

void CSerialport::Close(void)
{if (-1 == fd){return;}close(fd);
}

3.2.4 Write函数

int CSerialport::Write(unsigned char *buf, int len)
{ssize_t ret;ret = write(fd, buf, len);if(ret == -1)perror("Serialport send fail\n");return ret;
}

3.2.5 Read函数

int CSerialport::Read(unsigned char *buf, int len)
{#define TimeOut     10  //if no data in 10ms, returnint retval;fd_set rfds;struct timeval tv;int ret, pos;tv.tv_sec = TimeOut / 1000;  //set the rcv wait time  tv.tv_usec = TimeOut % 1000 * 1000;  //100000us = 0.1spos = 0;while (1){FD_ZERO(&rfds);FD_SET(fd, &rfds);retval = select(fd + 1, &rfds, NULL, NULL, &tv);if (retval == -1){perror("Serialport no data\n");break;}else if (retval){ret = read(fd, buf + pos, 1);if (-1 == ret){printf("Serialport read no data\n");break;}pos++;if (len <= pos){break;}}else{//printf("retval:%d\n", retval);break;}}return pos;
}

读函数是在10ms内判断设备是否有数据，如果没数据就返回，如果有就继续读。宏定义TimeOut就是定义时间间隔，需要自己根据实际情况设定，一般情况10ms应该就够了。

3.2.6 SetFlowCtrl函数

bool CSerialport::SetFlowCtrl(bool enable)
{struct termios options;if (tcgetattr(fd, &options) != 0){perror("SetupSerial fail\n");return false;}if(enable == true){options.c_cflag |= CRTSCTS;}else{options.c_cflag &= ~CRTSCTS;}tcflush(fd, TCIFLUSH);if ((tcsetattr(fd, TCSANOW, &options)) != 0){perror("Serialport set error\n");return false;}return true;
}

4. 测试程序

新建文件main.cpp

包含的头文件

#include "serialport.hpp"

添加main函数

int main(int argc, char **argv)
{}

定义一个串口类实体

CSerialport sp1;

把main参数打印出来

int i = 0;
unsigned char buf[256];
int len = 0;
printf("The num of parameter：%d\n", argc);
for (i = 0; i < argc; i++)
{printf("%s\n", argv[i]);
}

根据不同的参数个数调用Open函数

if(argc == 1)
{printf("Open default serial port: tty\n");sp1.Open("/dev/tty");
}  
else if(argc == 2)
{printf("Open serial port:%s\n", argv[1]);sp1.Open(argv[1]);
}
else if(argc == 3)
{printf("Open serial port:%s, baudrate:%d\n", argv[1], atoi(argv[2]));sp1.Open(argv[1], atoi(argv[2]));
}
else if(argc == 6)
{printf("Open serial port:%s, baudrate:%d, data bits:%d, stop bits:%d, parity:%s\n", argv[1], atoi(argv[2]), atoi(argv[3]), atoi(argv[4]), argv[5]);sp1.Open(argv[1], atoi(argv[2]), atoi(argv[3]), atoi(argv[4]), argv[5]);
}

写字符串

const char *wrData = "Serial Port Write String\n";
sp1.Write((unsigned char *)(wrData), strlen(wrData));

因为此时串口的TxD和RxD是短路的， 此时可以读到写出去的字符串

usleep(50000);
len = sp1.Read(buf, 256);
if(len > 0)
{//buf[len] = 0;printf("Serial Read String:%s", buf);
}
elseprintf("Serial Read String Fail\n");

注意需要delay一段时间再去读。

最后关闭设备

sp1.Close();
return 0;

5. 编译

新建一个Android.bp文件。

cc_binary {name: "SerialPort",srcs: ["main.cpp","serialport.cpp"],product_specific: true
}

在apollo_p2.mk里面添加SerialPort：

PRODUCT_PACKAGES += SerialPort

在Ubuntun中运行lunch后执行：

mmm device/softwinner/apollo/apollo-p2/serialport/

6. 运行验证

通过adb把生成的执行文件push到目标板中。

首先连接目标板：

adb connect 192.168.3.81:5555

IP地址根据自己的板子地址修改。

将文件push到目标板：

adb root
adb remount
adb push out/target/product/apollo-p2/product/bin/SerialPort /product/bin

然后adb shell，进入目标板的product/bin下运行：

apollo-p2:/product/bin # ./SerialPort /dev/ttyAS5 115200
The num of parameter：3
./SerialPort
/dev/ttyAS5
115200
Open serial port:/dev/ttyAS5, baudrate:115200
Serial Read String:Serial Port Write StringSerial Port Write String

将RxD和TxD断开短路，接到一个USB转串口板子上验证。

apollo-p2:/ # ./product/bin/SerialPort /dev/ttyAS5 115200 8 1 N
The num of parameter：6
./product/bin/SerialPort
/dev/ttyAS5
115200
8
1
N
Open serial port:/dev/ttyAS5, baudrate:115200, data bits:8, stop bits:1, parity:N
Serial Read String Fail

电脑上接收到字符串，由于没有发送数据到串口，所以显示Serial Read String Fail。