树莓派(RPi)访问串口的方法
06 Jan 2017UART 简介
UART 即 Universal Asynchronous Receiver Transmitter，是一种不用时钟同步进行串行通讯的协议。两个设备之间不需要同步时钟，而是事先约定一个时钟频率并通过”start-bits”来标识一个”Word”的开始。
树莓派的 UART 端口使用的是v3.3的TTL电平，注意不是 RS232的 +/-12V，如果直接将 Pi 的 UART 管脚接到 PC 的RS232串口或者 Arduino 的 5v 串口上，会导致芯片冒烟（听说但没见过）。
连线方法是将 RPi 的 Rx 接到另外一个设备的 Tx 管脚，将 Pi 的 Tx 接到另一个设备的 Rx 管脚，就是
Rx -> Tx，Tx -> Rx
树莓派(RPi)的 UART 设备文件
树莓派上的 UART 设备文件有两种，一个是硬件串口(/dev/ttyAMA0)一个是软件串口(/dev/ttyS0)。软件串口设备的时钟使用的是CPU时钟，CPU忙时会影响时钟的稳定性。
串口别名
/dev/seiral0 -> /dev/ttyS0
/dev/seiral1 -> /dev/ttyAMA0
Pi 用 serial0 作为登陆终端
可以配置 pi 不使用串口输出终端消息，如下：
sudo raspi-config
然后选择 'Advanced Options' > 'Disable Shell and Kernel messages on seiral connection'
这样就可以独占 serial0 串口了。
串口不稳定的问题
当使用 RPi3 的 /dev/serial0 串口设备时，发现读取数据不稳定，现象是只有少数数据读取正确，其他的字节会出现读到错误数值的问题。 这是为什么呢？原来是因为 RPi3 的 serial0 指向的是 ttyS0 是一个 GPIO 的串口而不是硬件串口，需要CPU频率稳定，如果对 RPi3 进行了超频设置，那么串口通信的频率将会不稳定，导致传输出错。
解决办法是设置 core_freq 为一个确定的值，并且超频到1.2GHz。方法是编辑 /boot/config.txt，添加下面的内容
force_turbo=1
arm_freq=1200
core_freq=250
的确，重启系统后，就可以正确地读取串口数据了。
参考的是这篇帖子。更进一步，如果你想提高 core_freq 那么你还得改 UART divider，这需要改 boot loader 的参数。
用 python 访问树莓派的 UART 端口
用 WiringPi 访问串口
WiringPi-Python 访问串口的方法
import wiringpi
wiringpi.wiringPiSetup() # For sequential pin numbering, one of these MUST be called before using IO functions
# OR
wiringpi.wiringPiSetupSys() # For /sys/class/gpio with GPIO pin numbering
# OR
wiringpi.wiringPiSetupGpio() # For GPIO pin numbering
serial = wiringpi.serialOpen('/dev/ttyAMA0',9600) # Requires device/baud and returns an ID
wiringpi.serialPuts(serial,"hello")
data = wiringpi.serialGetchar(serial) # if no data, block for 10 seconds then return -1
wiringpi.serialClose(serial) # Pass in ID
用 PySerial 访问串口
安装：
pip install wiringpi2
使用：
import wiringpi2 as wiringpi
wiringpi.wiringPiSetup()
serial = wiringpi.serialOpen('/dev/ttyAMA0',9600)
wiringpi.serialPuts(serial,'hello world!')
GPIOZero 没有串口访问的相关方法
RPIO
RPIO 居然也没有串口的访问支持。