RockchipUSB转485

• #RS232 / RS485  简介

• • #RS232

  • #RS485

  • #R485与RS232比较

• #开发

• • #DTS配置

  • #驱动开发

  • #POSIX规范API

• #HAL层以上APP层

• • #APK call JNI

  • #APP

• #调试

• • #log开启

• #RS232/RS485/RS422常见问题

#RS232 / RS485  简介

#RS232

RS-232是美国电子工业联盟&＃xff08;EIA&＃xff09;制定的串行数据通信的接口标准&＃xff0c;原始编号全称是EIA-RS-232&＃xff08;简称232&＃xff0c;RS232&＃xff09;。它被广泛用于计算机串行接口外设连接。RS-232C标准&＃xff0c;其中EIA&＃xff08;Electronic Industry Association&＃xff09;代表美国电子工业联盟,RS&＃xff08;Recommended standard&＃xff09;代表推荐标准&＃xff0c;232是标识号&＃xff0c;C代表RS232的第三次修改&＃xff08;1969年&＃xff09;&＃xff0c;在这之前&＃xff0c;还有RS232B、RS232A. 在RS-232标准中&＃xff0c;字符是以一串行的比特串来一个接一个的串列&＃xff08;serial&＃xff09;方式传输&＃xff0c;优点是传输线少&＃xff0c;配线简单&＃xff0c;发送距离可以较远。最常用的编码格式是异步起停&＃xff08;asynchronous start-stop&＃xff09;格式&＃xff0c;它使用一个起始比特后面紧跟7或8个数据比特&＃xff08;bit&＃xff09;&＃xff0c;然后是可选的奇偶校验比特&＃xff0c;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&＃xff0c;带来的一个好的效果是使全部的传输速率&＃xff0c;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&＃xff1a;

DE-9 Male&＃xff08;Pin Side&＃xff09; DE-9 Female &＃xff08;Pin Side&＃xff09;------------- -------------\ 1 2 3 4 5 / \ 5 4 3 2 1 /\ 6 7 8 9 / \ 9 8 7 6 /--------- ---------


串行通信在软件设置里需要做多项设置&＃xff0c;最常见的设置包括波特率&＃xff08;Baud&＃xff09;、奇偶校验&＃xff08;Parity Check&＃xff09;和停止位&＃xff08;Stop Bit&＃xff09;

#RS485

RS485是由EIA&＃xff08;Electronic Industry Association&＃xff0c;美国电子工业协会&＃xff09;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&＃xff0c; 经通讯工业协会&＃xff08;TIA&＃xff09;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&＃xff08;Differential Driver Mode&＃xff09;&＃xff0c;数据最高传输速率为10Mbps&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;任何不大于12V或者不小于&＃xff0d;7V的差值对接受端都被认为是正确的。

RS485具有支持多节点&＃xff08;32个节点&＃xff09;&＃xff0c;传输距离远&＃xff08;最大1219m&＃xff09;&＃xff0c;接收灵敏度高&＃xff08;200mV电压&＃xff09;&＃xff0c;连接简单&＃xff08;在构成通信网络时&＃xff0c;仅需要一对双绞线作传输线&＃xff09;&＃xff0c;能抑制共模干扰&＃xff08;差分传输&＃xff09;&＃xff0c; 成本低廉等特点&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;所以在进行串口通讯时&＃xff0c;只能采用半双工的工作方式&＃xff0c;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&＃xff08;silicon CP2105) &＃xff0c;RS232再转RS485 (thvd1500)  RS232转RS485&＃xff0c;RE/DE 控住输出 &＃xff0c;项目中通过GPIO控制

rs485-thvd1500{status &＃61; "okay";compatible &＃61; "ti,thvd1500-gpio";thvd1500-gpio1 &＃61; <&pca0 1 1>;thvd1500-gpio2 &＃61; <&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* &＃39;size&＃39; is specified in bytes.* &＃39;data&＃39; is a pointer to a pre-allocated array of integers large* enough to hold &＃39;size&＃39; 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* &＃39;size&＃39; 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 &＃61; 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&＃xff0c;可以对终端接口进行控制。

使能控制&＃xff1a;

if (gpio_is_valid(gpio)){┊ devm_gpio_request_one(&pdev->dev, gpio,GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "thvd1500-gpio1");┊ thvd1500_priv1.gpio_num &＃61; gpio;┊ thvd1500_priv1.active_high &＃61; flag;┊ thvd1 &＃61; proc_create_data("thvd1", 0777, thvd1500_dir, &thvd_proc_fops1,(void *)&thvd1500_priv1);....


#POSIX规范API

标准接口&＃xff1a;

#include 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
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// JNIprivate native static FileDescriptor open(String path, int baudrate,int flags);

调用相关API &＃xff0c;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 &＃61; open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);/*调用JNI总open*/if (mFd &＃61;&＃61; null) {Log.e(TAG, "native open returns null");throw new IOException();}mFileInputStream &＃61; new FileInputStream(mFd);mFileOutputStream &＃61; new FileOutputStream(mFd);}...
}


构建类

/** 打开串口&＃xff0c;接收数据* 通过串口&＃xff0c;接收单片机发送来的数据*/public void openSerialPort() {try {serialPort &＃61; new SerialPort(new File(TTYUSB0), 115200, 0);//调用对象SerialPort方法&＃xff0c;获取串口中"读和写"的数据流inputStream &＃61; serialPort.getInputStream();outputStream &＃61; serialPort.getOutputStream();serialPort1 &＃61; new SerialPort(new File(TTYUSB1), 115200, 0);//调用对象SerialPort方法&＃xff0c;获取串口中"读和写"的数据流inputStream1 &＃61; serialPort1.getInputStream();outputStream1 &＃61; 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&＃61;y
CONFIG_DYNAMIC_DEBUG&＃61;y


kernel debug 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&＃39;s without a loglevel use this.. */#define DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL 4 /* KERN_WARNING */int console_printk[4] &＃61; {DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL, /* console_loglevel 控制台日志级别&＃xff0c;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 &＃xff1a;A厂的屏可以和设备通信&＃xff0c;换成B厂的屏就通信不上了。方向&＃xff1a;1&＃xff09; 首先确认一下接线是否正确了&＃xff0c;RX和TX是否兼容。2&＃xff09; 地线是否没有接。3&＃xff09; 除了RX&＃xff0c;TX&＃xff0c;GND&＃xff0c;是否还有其它引脚需要短接的。4&＃xff09; 通信协议是否一致或不完善&＃xff0c;波特率是否一样。

问题二&＃xff1a;设备A是RS232&＃xff0c;设备B是RS422&＃xff0c;没有转换设备 怎么处理&＃xff1f;

设备A是RS422接口&＃xff0c;但是只有RS232通信可以测试通信。需要将RS422转成RS232进行通信&＃xff0c;两者都是全双工的&＃xff0c;接收和发送都是同时到的&＃xff0c;而RS422只是以一种差分信号进行传输。将422的Rx&＃43;与232的TX接&＃xff0c;422的RX-与232的GND接。将422的TX&＃43;与232的RX接&＃xff0c;422的TX-与232的GDN接。

问题三&＃xff1a;RS232接口通信OK &＃xff0c;RS485通信也OK&＃xff0c;但是使用RS232转RS485通信就不稳定。RS232全双工&＃xff0c;RS485半双工&＃xff0c;应用层发送/接受数据时&＃xff0c;RS485不能同时收/发&＃xff0c;需要Master严格控制数据命令&＃xff0c;这是通信倍率调慢一些&＃xff08;不是调节波特率&＃xff09;

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