Android UART 串口通信

最近有项目需要实现windows机器和Android开发版进行UART串口通信，经过3天查找尝乱哪试，特记录一下最终方案，希望之后的同行少走弯路，最后在git上回开源哗悉码我最终的方案希望大家支持。

Android 3.0.1

Gradle 4.1

ARM开发版 : RK3399

PC机器：Win10

开发机器：MAC 10.13.3

先上图

由于 android-serialport-api 项目中的so使用较old的ndk编译，所以在对于Android 6.0 以上版本兼容的时候会报错 dlopen failed: "has text relocations" 。且使用的mk进行编译，特升级为用cmake编译。

升级 android-serialport-api

项目结构：

app对应原项目中的各个Activity， androidserial 是module 对应编译之前的so，还有API的封装。可以直接引用androidserial，调用方法参考app目录下的activity。

注意 关于权限！

当接入开发板后如果发现 Error You do not have read/write permission to the serial port 需要root 权限 ，在开发者模式中开启root 权限 adb和应用

使用一下命令开启Android对串口的读写权限

setenforce 0 : 关闭防火墙，有人说关键是这，但是我的环境不用关闭，只要给权限就可以

注意 关于ttyS1 - 6 ttyS1 - 6 对应的是 UART 串口1-6 一般都是一一对应的。这个具体要看一下开发板的说明。

记录的比较糙，还请见谅，如有问题陆档请留言，我看到后肯定回复。项目主要看结构，剩下的都是复制黏贴的事。 git地址:https://github.com/braincs/AndroidSerialLibrary

1) linux5.4 系统在 dts 中默认关闭了 40pin 中的 uart 控制器，如果需要使用 uart，首 先需要先打开 uart 的配置，linux3.4 系统默认都是打开的，不需要额外的衫租配置， linux5.4 系统 uart 的打开方法如下

a. 由 40pin 的原理图可知，Orange Pi PC 可用的 uart 为 uart1、uart2 和 uart3 

b. 然后在 /boot/orangepiEnv.txt 中设置 overlays=uart1 uart2 uart3 就可以同时打 开 uart1、uart2 和 uart3 的配置 

c. 然后重启系统，启动时，在 u-boot 的启动 log 中可以看到 UART DT overlays 的配置输出 

d. 系统启动后，在/sys/class/tty 下可以看到 ttyS1、ttyS2 和 ttyS3 的亮核信息，其中

a) 40pin 中或键兆的 uart1 对应/dev/ttyS1

b) 40pin 中的 uart2 对应/dev/ttyS2

c) 40pin 中的 uart3 对应/dev/ttyS3  

2) 然后开始测试 uart 接口，先使用杜邦线短接要测试的 uart 接口的 rx 和 tx  

3) 然后修改 wiringOP 中的串口测试程序 serialTest 

4) 再编译 wiringOP 中的串口测试程序 serialTest 

5) 最后运行 serialTest，如果能看到下面的打印，说明串口通信正常  

一.熟悉AVR单片机UART资源，首先从波特率和帧说起

波特率：与51不同有单独的波特率发生器，不需要定时器来产生，节省了资源

波特率计算公式，这里我采用IccAVR的配置功能，直接计算生成

单片机支持的模式：异步正常模式，异步倍数模式，和同步模式，一般选第一种模式

帧格式：起始位+数据位(5-9位可选)+校验位(可选)+停止位(1、2位) 空闲

o ********* P 1 1

通讯电路空闲时为高电平

二、大概了解了下硬件资源后，就要了解软硬件的桥梁—寄存器了

1.数据寄存器：数据来了要有个接受的地方吧，数据发送要有个数据发送的信封吧。

这就是数据寄存器 UDR (RXB和TXB) 物理上为分开的，地址上是一样的。就像写信和接信时，你家的地址只

有同一个地址一样，但是写信和别人发给你的信封却有2个一样。使用时自动控制的。

数据寄存器为空时才能发乎搭送数据，否则会无效。数据进入后，进入移位寄存器，由引脚TXD一位位发出。

2.控制和状态寄存器 UCSRA

RXC TXC UDREFEDOR PE U2X MPCM

接受完成置1 发送完成置1 数据为空标志帧错误1 接受数据 校验位错误 倍速模式 多机通信

读取数据清0 中断时自动清0 数据完全到移 溢出1 1 1 地址位

位寄存岁禅拿器中1

UCSRB 设置相关中断的允许

RXCIETXCIE UDRIERXEN TXEN UXSZ2 RXB8TXB8

接受中断允许 发送中断允许 空中断允许 数据接受允许 数据发送允许 位数设置 接受第9位

RXEN，TXEN设置时会改变时普通IO口，或者是当做复用口用,在发送数据时设置下，数据全部发送后才生效

RXB8，TXB8需要先读写出

UCSRC

URSEL UMSELUPM1 UPM0 USBS UCSZ1 UCSZ0 UCPOL

寄存器选择 工作模式校验方式 停止位和上面的UXSZ2设置

写时需要设为11异步 数据个数

存在共用寄存器 00禁止11奇10偶 0为1个1为2个

波特率寄存器：UBRRL UBRRH

UBRRH和UCSRC共用 了底4位 加上UBRRL共12位 设置后正在传的数据会被打断

需要注意URSEL的设置 ：0 写入的比特率高4位

1 写入的是寄存器的内容

读UBRRH，第一次是比特率的内容 在连续的2个时钟周期内再读一次就是UCRSC的内容

使用时可以查速查表，直接用ICCAVR生成工具即可。

三，相关 *** 作 等练习个程序后补上

1 初始化 关全局中断

TXC RXC看数据是否完成 发送数据前TXC必须请零

把数据放入到发送缓冲器即可 UDR中 5-8位

2 注意下空中断 允袭歼许后需要不断写数据 否则一直不断的中断产生 一般禁止就可以了

TXEN 设置0后 所有数据发送后生效 然后就当普通IO口用了

禁止接受 会立即 丢失数据

四一些总线标准

RS232 9针D型接口

1 -3 ~-25 0 3-25V

需要使用电平转换电路 MAX232

五.工业设计中的串口

这里如果大家看到了还是注意下比较好 ，网上写的不多的，我也是从工程实践和查找大量的参考书中总结的

设计思路是基于状态机，并自定义了协议，同时协议中使用了CRC校验，和简易的加密技术

思路是：主从方式，上位机发送数据包，下位机在中断中接受，接受数据时要一位位的确认，并不断进行切换，发送的位置状态，把初步确认的数据放到接受缓冲器里，等所有的数据接收好了，程序进入大循环了，就执行主程序中加入uart *** 作函数，这个函数首先判断主机发送的命令和设置是否接受完成，在完成的状态下进行校验正确性，校验后，根据主机命令，组装数据包和存贮主机的设置数据，并把需要发送的数据包或设置完成数据包放在需要发送的数据缓冲区，接着改变下此时的状态：为我组好了，准备发送数据了，接着触发中断，可以直接往串口发个数据即可，正常发送后，单片机会执行其他程序，等上位机接受到这个触发数据后，下位机会中断，中断程序会根据状态，一位位的发生缓冲区的数据，直到所有的数据发送完成，发送完成后还要置位到接受数据状态0。

我的环境是atmega128

初始化

uchar LED_Temp=0xFF

uchar OUT_temp=0x04

static uchar Uart_Status

static uchar R_Data_Lenth

uchar Tx_Buf[TxBufSize]

uchar Rx_Buf[RxBufSize]

uchar *P_Uart_Rx

uchar *P_Uart_Tx

uchar Rx_Count

uchar Tx_Count

void Uart_Init(void)

{

//UCSR0B = 0x00//先关闭

UCSR0A=0x00

UCSR0C=0x06//8 DATA ,1 STOP, NO PARITY

UCSR0B = (1< // RXCIE=1TXCIE=1UDREIE=0RXEN=1TXEN=1

Com_baudrate (9600)

P_Uart_Tx=Tx_Buf//缓冲区指针定义

P_Uart_Rx=Rx_Buf

Uart_Status=0 //开始时状态为接受起始位状态，其实这里是因为我在程序中用了通信协议

//本篇为基础，就把协议的内容删去了，仅仅提供了能运行的最简单的框架

SEI()//re-enable interrupts

}

// 函数说明：波特率设置

void Com_baudrate (unsigned int baudrate)

{

unsigned int tmp

tmp= 8000000/baudrate/16-1

UBRR0H=(unsigned char)(tmp>>8)

UBRR0L=(unsigned char)tmp

}

// 函数说明：串口接收中断函数

#pragma interrupt_handler uart0_rx_isr:iv_USART0_RXC

void uart0_rx_isr(void)

{

//这里填写串口中断处理的内容，可以添加协议，使用状态机就可以了

//把接收到得内容放在缓冲区，然后再创建个处理缓冲区数据的函数，直接放在主循环中即可

}

//函数说明：串口发送完成中断函数

#pragma interrupt_handler uart0_tx_isr:iv_USART0_TXC

void uart0_tx_isr(void)

{

//发送数据的处理函数

}

// 函数说明：uart进程函数 ,放在大循环中

void Uart_Process(void)

{

//接收到得数据，再具体的在系统中实现，比如上位机的监控，或者传输数据等

}

//函数说明：uart测试程序

void Uart_Test(uchar data)

{

UDR0 = 0x01//发送数据

}

//- 功能描述：串口发送字节的函数

//- 函数属性：外部，使用户使用

//- 参数说明：mydata:要发送的一个字节

// - 返回说明：无

// - 注：发送一个字节，是串口发送的基础 *** 作

void UART_Send_Byte(unsigned char mydata)

{

// UCSR0B = (1< UCSR0B &= ~((1< while(!(UCSR0A &(1< //等待发送缓冲区为空

UDR0 = mydata

// delay_nms(5)

UCSR0B |= (1<//改的时候不要影响其它寄存器位,开串口中断

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