树莓派CM4的6路串口测试

Mcuzone_LJY

关键词：树莓派，核心板，Compute Module 4，CM4，串口，UART
概述：树莓派CM4核心板是一款高性能计算平台，其拥有丰富的硬件资源，其串口便拥有6路之多，今我们不多赘述此核心板其余资源如何如何，毕竟也没给打钱，我们注重于这6路串口，看看如何最大限度的将其全部使用起来，榨干他的性能。
仔细查阅了CM4核心板相关资料后，我们发现官方似乎并不希望我们榨干他，引出的GPIO中，UART0和UART1复用在相同的GPIO上，其便是GPIO14和15，在什么配置都不做的情况下，在树莓派标准系统的图形界面中开启串口后，使能的就是GPIO14和15默认复用的UART0，其余引出的GPIO中，也没有其余可复用为UART0或者是UART1的，可谓是鱼与熊掌不可得兼。
但这还没结束，根据我们手头有限的资料显示，GPIO0和GPIO1可以复用为UART2和I2C0，那么我们可以很轻松的发现核心板的80和82脚刚好就是I2C0的两个引脚，这不就是GPIO0和GPIO1嘛，多简单，那么UART2不就板上钉钉了嘛，但是根据程序源码中显示，这个I2C0所使用的GPIO是GPIO44和GPIO45，我们手中的资料并不知道GPIO44和GPIO45是否能复用为UART2，而剩下的核心板引出的GPIO中亦无UART2的位置，奈何，UART2也暂不可用，此处欢迎懂行大佬无情打脸。
剩下的UART3，UART4和UART5就比较安分了，分别是GPIO4，GPIO5，GPIO8，GPIO9，GPIO12，GPIO13这几个的复用，那么无奈之下，我们只能含泪测试这4路串口是否能为我们所用。
首先我们要在config.txt下加入如下代码：
dtoverlay=uart0
dtoverlay=uart3,txd3_pin=4,rxd3_pin=5
dtoverlay=uart4,txd4_pin=8,rxd4_pin=9
dtoverlay=uart5,txd5_pin=12,rxd5_pin=13
此处由于UART0是默认为GPIO14和GPIO15的，所以我们只需要写dtoverlay=uart0便可，config.txt大家可以使用任意方式修改，这边在系统下使用vim修改
首先下载安装vim，输入sudo apt-get install vim -y，安装完成后，输入sudo vi /boot/config.txt，将上述代码添加到末尾，如下图所示
添加完成后保存退出，此处需要重启系统，但是我们本身就需要接线，为了防止带电操作，我们将系统断电，先将UART0复用的GPIO14和GPIO15用USB转TTl的设备与电脑连接，连接完成后上电，等待系统启动，系统启动后，我们打开终端，输入dmesg | grep tty，查看系统tty相关的log

我们可以看到4路串口均已经被启用了，但是我们现在并不知道ttyAMA*和UART*的相互对应关系，不用急，我们输入sudo cat /sys/kernel/debug/pinctrl/fe200000.gpio-pinctrl-bcm2711/pinmux-pins，查看引脚复用信息

我们可以根据红框中的信息，一一对应ttyAMA*和UART*，我们可以得出ttyAMA0对应UART0，ttyAMA1对应UART3，ttyAMA2对应UART4，ttyAMA3对应UART5。
我们之前已经连接好了UART0的物理引脚，那么我们先开始测试UART0是否正常工作。
先下载minicom这个工具，输入sudo apt-get install minicom -y，下载完成后输入sudo minicom，打开minicom

根据提示按Ctrl+A，再按Z，进入配置窗

按O进入串口配置，选择Serial Port setup

按A将串口改为ttyAMA0，回车，按F关闭硬件流控制，回车，再次回车退出配置

选择save setup as dfl，将配置信息设置为默认，然后选择Exit退出

按Ctrl+A，再按Z，进入配置窗，按Q退出minicom，再次输入sudo minicom，打开minicom，我们可以看到配置已经生效，此时在pc中打开串口调试助手类软件，选择正确的端口，打开串口后，任意输入内容，点击发送，可以看到我们的minicom中成功接收到了数据，在minicom中敲击键盘，同样能在pc的串口调试助手中收到数据，由此可见UART0接收和发送功能完全正常。


按照上述方式，我们将UART3，UART4和UART5均测试了一遍，功能均是正常的。




那么综上所述，树莓派CM4的6路串口中，我们能够使用到的4路均是能够正常工作的，大家可以发挥自己的想象，将其用于各种方案设计之中，本文中若有错误与不足之处，也欢迎各位大佬不吝指出，请洒潘江，各倾陆海。