Linux学习第42天：Linux RS232/485/GPS 驱动实验：天外来客

Linux版本号4.1.15   芯片I.MX6ULL                                    大叔学Linux    品人间百味  思文短情长 

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        Linux的学习笔记今天更新到了第42天。鉴于国往笔记内容整理中出现的问题，我尽量按照平时学习时笔记的要求进行优化。尽量不再大段大段的贴代码。而是从我自身学习的角度，按照我个人的理解去整理优化教程中的内容。因为如果都是大段的贴代码贴内容而没有自己的思考总结，学习的过程仅仅是机械的复制粘贴将是没有任何意义的。因为我文章的定位是学习笔记而不是教程，不能面面俱到。整理重点、难点，加之自己的理解消化后形成的文章才是我所需要的。

        本次笔记将学习开发板通过GPS模块接收卫星信息，题目中提到的天外来客就是卫星。接收以后模块通过串口232发送给开发板，解码以后显示在minicom界面中。

        本章的思维导图如下：

        串口分为TTL和RS232，不管什么接口电平，驱动程序都是一样的。

一、Linux下UART驱动框架

1、uart_driver注册与注销

        串口驱动没有主机端和设备端区分，就只有一个串口驱动。

295 struct uart_driver {
296 struct module *owner; /* 模块所属者 */
297 const char *driver_name; /* 驱动名字 */
298 const char *dev_name; /* 设备名字 */
299 int major; /* 主设备号 */
300 int minor; /* 次设备号 */
301 int nr; /* 设备数 */
302 struct console *cons; /* 控制台 */
303
304 /*
305 * these are private; the low level driver should not
306 * touch these; they should be initialised to NULL
307 */
308 struct uart_state *state;
309 struct tty_driver *tty_driver;
310 };

        每个串口驱动都需要定义一个 uart_driver，加载驱动的时候通过 uart_register_driver 函数向
系统注册这个 uart_driver，此函数原型如下：

int uart_register_driver(struct uart_driver *drv)

        同理，注销驱动需要：

void uart_unregister_driver(struct uart_driver *drv)

2、uart_port的添加与移除

        uart_port 表示一个具体的 port，uart_port 中最主要的就是第 235 行的 ops， ops 包含了串口的具体驱动函数。

        uart_port 是怎么和 uart_driver 结合起来的呢？这里要用到 uart_add_one_port 函数：

int uart_add_one_port(struct uart_driver *drv,
struct uart_port *uport)

        卸载函数：

int uart_remove_one_port(struct uart_driver *drv, struct uart_port *uport)

3、uart_ops实现

        Linux收发数据都是通过ops函数实现的。

        ops是uart_ops类型的结构体指针变量。是和寄存器打交道的。

二、I.MX6U UART驱动分析

1、UART的platform驱动框架

        imx_uart_devtype为传统匹配表。

        static const struct of_device_id imx_uart_dt_ids[]为设备树所使用的匹配表。

        platform 驱动框架结构体 serial_imx_driver。

2、uart_driver初始化

        在 imx_serial_init 函数中向 Linux 内核注册了 imx_reg， imx_reg 就是 uart_driver 类型的结
构体变量。

3、uart_port初始化与添加

        当 UART 设备和驱动匹配成功以后 serial_imx_probe 函数就会执行，此函数的重点工作就
是初始化 uart_port，然后将其添加到对应的 uart_driver 中。

4、imx_pops结构体变量

        imx_pops 就是 uart_ops 类型的结构体变量，保存了 I.MX6ULL 串口最底层的操作函数.都是和寄存器打交道的。

三、硬件原理图分析

 1、RS232原理图

2、RS485原理图

        RO 为数据输出端， RI 为数据输入端， RE 是接收使能信号(低电平有效)， DE 是发送使能信号(高电平有效)。

3、GPS原理图

四、RS232驱动编写

        NXP已经将驱动写好了，开发者只需要添加对应的uart3节点即可。

1、UART IO节点创建

        参考已有的uart1节点，创建uart3节点：

1 pinctrl_uart3: uart3grp {
2 fsl,pins = <
3 MX6UL_PAD_UART3_TX_DATA__UART3_DCE_TX 0X1b0b1
4 MX6UL_PAD_UART3_RX_DATA__UART3_DCE_RX 0X1b0b1
5 >;
6 };

2、添加uart3节点

1 &uart3 {
2 pinctrl-names = "default";
3 pinctrl-0 = <&pinctrl_uart3>;
4 status = "okay";
5 };

五、移植minicom

        minicom类似于串口调试助手，是Linux下很常用的一个串口工具。

1、移植ncurses

        移植minicom前，需要先移植ncurses。因为minicom会用到ncurses.

2、移植minicom

        移植minicom完成后，输入minicom -s命令，如果打开失败的话。新建/etc/passwd 文件，然后在 passwd 文件里面输入如下所示内容：

1 root:x:0:0:root:/root:/bin/sh

        之后一定记得重启开发板。

六、RS232驱动测试

1、RS232连接设置

        JP1跳线帽   USB转串口线连接

2、minicom设置

        回显功能配置项为“ local Echo on/off..E”，按键E打开或关闭回显功能。

3、RS232收发测试

1）、发送测试

        minicom输入需要传输信息内容，在电脑端的SecureCRT会收到该信息内容。前提是需要打开minicom的回显功能。

2）、接收测试

        同样，通过Secure CRT发送信息内容，在minicom界面能收到该信息内容。同样需要提前打开Secure CRT的回显功能。

七、RS485测试

1、RS485连接设置

        一个设备是不能测试通信功能的，需要另外一个设备才行。

        三合一串口转换器

2、RS485收发测试

        485的测试和232一样。

1）、RS485发送测试

2）、RS485接收测试

八、GPS测试

1、GPS连接设置

        minicom设置如下：

①、波特率设置为 38400，因为正点原子的 ATK1218-BD 模块默认波特率就是 38400。
②、 8 位数据位， 1 位停止位。
③、关闭硬件和软件流控。

2、GPS数据接收测试

        minicom界面显示接收数据。

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本文为参考正点原子开发板配套教程整理而得，仅用于学习交流使用，不得用于商业用途。