技術(shù)文章:基于Linux的tty架構(gòu)及UART驅(qū)動(dòng)詳解
uart driver在調(diào)用接口前,要手動(dòng)設(shè)置uart_port的操作uart_ops,使得通過調(diào)用uart_add_one_port接口后驅(qū)動(dòng)完成硬件的操作接口注冊(cè)。uart添加port流程如圖3-4所示:
圖3-4 uart添加port流程圖2.4. 數(shù)據(jù)收發(fā)流程2.4.1. 打開設(shè)備(open操作)
open設(shè)備的大體流程如圖3-5所示:
圖3-5 open設(shè)備流程2.4.2. 數(shù)據(jù)發(fā)送流程(write操作)
發(fā)送數(shù)據(jù)大體流程如圖3-6所示:
圖3-6 發(fā)送數(shù)據(jù)流程2.4.3. 數(shù)據(jù)接收流程(read操作)
接收數(shù)據(jù)的大體流程如圖3-7所示:
圖3-7數(shù)據(jù)接收流程2.4.4. 關(guān)閉設(shè)備(close操作)
close設(shè)備的大體流程如圖3-8所示:
圖3-8 close設(shè)備流程2.4.5. 注銷流程2.4.5.1. 移除uart_port
此接口用于從uart driver上注銷一個(gè)uart port,該接口在uart driver中的remove函數(shù)中調(diào)用。uart移除port的流程如圖3-9所示:
圖3.9 uart移除port流程圖2.4.5.2. 注銷uart_driver
此接口在uart driver中調(diào)用,用來從kernel中注銷uart_driver,調(diào)用階段在uart driver的退出階段,例如:module_exit(),uart driver的注銷流程如圖3.10所示
2.5. 使用rs485通信2.5.1. rs485和rs232的區(qū)別
uart(TTL-3.3V)/rs232(工業(yè)級(jí) +-12V)是電壓驅(qū)動(dòng),rs485是電流驅(qū)動(dòng)(能傳輸更遠(yuǎn)的距離)rS232用電平表示數(shù)據(jù),使用2根線可實(shí)現(xiàn)全雙工,rs485用差分電平表示數(shù)據(jù),因此必須用4根線實(shí)現(xiàn)全雙工rs485;
全雙工:uart-tx 1根線變成rs485-A/B 2根線;uart-rx 1根線變成rs485- X/Y兩根線;
rs485半雙工: 將全雙工的A/B和X/Y合并起來分時(shí)復(fù)用;rs485-de/re是給轉(zhuǎn)換器的一個(gè)控制信號(hào),對(duì)我們芯片來說,都是輸出;
2.5.2. rs485調(diào)試方法:
首先保證uart模塊和相關(guān)gpio,電壓轉(zhuǎn)換芯片工作正常:
a,保證uart tx/rx功能正常。b,用gpio-output來控制 de/re 相關(guān)的2個(gè)gpio,觀察 de/re的gpio輸出low/high是否正常c,在b的基礎(chǔ)上,單獨(dú)調(diào)試 rs485-tx/rs485-rx,單端調(diào)試是否pass.
模式12-gpio-normal-uart-rs485-h(huán)alfduplex(2個(gè)gpio獨(dú)立控制de/re, enable就是將相關(guān)gpio設(shè)置到active電平;不用uart控制器的rs485模式;uart控制器處于normal模式)
a, 默認(rèn)re-en, de-dis,默認(rèn)rs485-rxb, 當(dāng)要發(fā)送的時(shí)候,re-dis, de-enable, 然后uart-tx.c, tx完成之后,de-dis; re-en,進(jìn)入默認(rèn)的rs485-rx模式。
模式21-gpio-normal-uart-rs485-h(huán)alfduplex這個(gè)模式的前提條件,外設(shè)器件的 de/re必須是相反極性的,比如de是高電平有效,re是低電平有效,則可以用一個(gè)gpio,來控制 de/re,此時(shí)de/re一定是互斥的。(1個(gè)gpio控制de/re, enable就是將相關(guān)gpio設(shè)置到active電平;不用uart控制器的rs485模式;uart控制器處于normal模式)
a, re-en,進(jìn)入rs485-rx模式 (re 通常是低電平有效,這一步就是 設(shè)置 re對(duì)應(yīng)的gpio為低電平)b, 當(dāng)要發(fā)送的時(shí)候,設(shè)置gpio:re-disable, de-enable, 然后uart-tx.(re 通常是低電平有效,這一步就是 設(shè)置 re對(duì)應(yīng)的gpio為高電平)c, tx完成之后,de-disable; re-enable,進(jìn)入默認(rèn)的rs485-rx模式。(re 通常是低電平有效,這一步就是 設(shè)置 re對(duì)應(yīng)的gpio為低電平)
模式3rs485-software-h(huán)alfduplex(de/re 獨(dú)立輸出)(使能uart控制器的rs485模式; 通過uart模塊內(nèi)部reg來控制 de/re 信號(hào))
a,使能uart控制器的 rs485模式,并按照電壓轉(zhuǎn)換芯片的特性,設(shè)置de/re polarityb, 設(shè)置rs485的模式為 sw-h(huán)alf-duplex, 設(shè)置 de-timing寄存器; 設(shè)置 de/re turnaround 寄存器。c, 默認(rèn)為rs485-rx模式,設(shè)置 de-dis/re-end, 當(dāng)要tx的時(shí)候,設(shè)置 de-en/re-dise, 發(fā)送完成,設(shè)置 de-dis/re-en
模式4rs485-h(huán)ardware-h(huán)alfduplex(de/re 獨(dú)立輸出)基本配置同模式3,但是設(shè)置 rs485模式為 hardware-h(huán)alfduplex模式
a, 只要設(shè)置 de-en/rx-en 都為1,然后就不用管了,硬件實(shí)現(xiàn)半雙工切換。
模式5:使用純硬件的辦法實(shí)現(xiàn)RS485半雙工功能,電路如圖所示:
接收:默認(rèn)沒有數(shù)據(jù)時(shí),UART_TX為高電平,三極管導(dǎo)通,485芯片RE低電平使能,RO接收數(shù)據(jù)使能,此時(shí)從485AB口收到什么數(shù)據(jù)就會(huì)通過RO通道傳到MCU,完成數(shù)據(jù)接收過程。發(fā)送:當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),UART_TX會(huì)有一個(gè)下拉的電平,表示開始發(fā)送數(shù)據(jù),此時(shí)三極管截止,DE為高電平發(fā)送使能。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)‘0’時(shí),由于DI口連接地,此時(shí)數(shù)據(jù)‘0’就會(huì)傳輸?shù)紸B口 A-B<0,傳輸‘0’,完成了低電平的傳輸。當(dāng)發(fā)送‘1’時(shí),此時(shí)三極管導(dǎo)通,按理說RO使能,此時(shí)由于還處在發(fā)送數(shù)據(jù)中,這種狀態(tài)下485處于高阻態(tài),此時(shí)的狀態(tài)通過A上拉B下拉電阻決定,此時(shí)A-B>0傳輸‘1’,完成高電平的傳輸。
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