#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 /
--------- ---------信号DB-25DE-9EIA/TIA 561Yost公共接地7544,5发送数据（TD、TXD）2363接受数据（RD、RXD）3256数据终端准备（DTR）20432数据准备好（DSR）6617请求发送（RTS）4781清除发送（CTS）5878数据载波检测（DCD）8127振铃指示（RI）2291－脚位简写意义说明Pin1DCDData Carrier Detect调制解调器通知计算机有载波被侦测到。Pin2RXDReceiver接收数据。Pin3TXDTransmit发送数据。Pin4DTRData Terminal Ready计算机告诉调制解调器可以进行传输。Pin5GNDGround地线。Pin6DSRData Set Ready调制解调器告诉计算机一切准备就绪。Pin7RTSRequest To Send计算机要求调制解调器将数据提交。Pin8CTSClear To Send调制解调器通知计算机可以传数据过来。Pin9RIRing Indicator调制解调器通知计算机有电话进来。
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 <termios.h>
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 <termios.h>
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=y
CONFIG_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/printk
7 4 1 7
rk3399_mid:/ # echo 1 4 1 7 >/proc/sys/kernel/printk
rk3399_mid:/ # cat /proc/sys/kernel/printk
1 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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