在本篇文章中，您将了解到树莓派（Raspberry Pi）串口通信的基础知识，以及如何使用串口通信将Raspberry Pi连接到Arduino开发板或PC。

什么是串口通信？

串口通信（UART）是最流行的通信协议之一。大多数处理器都支持这种双线连接。此外，许多模块和传感器使用串口通信连接到其他设备。

串口通信只需要两根线;一个用于传输数据，另一个用于接收数据。

此协议中的数据传输速率称为波特率（Baud rate）。波特率的单位是每秒位数。

Raspberry Pi板有两种类型的UART通信。一个称为PL011，另一个称为miniUART。具有蓝牙/无线模块的Raspberry Pi开发板，默认情况下使用PL011进行UART通信。

注意：所有Raspberry Pi引脚（包括RX和TX引脚）的电压电平为3.3伏。因此，要将具有5伏电压电平的器件连接到Raspberry Pi，您应该使用电压电平转换器或电阻分流电路。

您可以查看Raspberry Pi网站，了解有关Raspberry Pi串口通信的更多信息

所需的材料

●    树莓派3B或B+

●    Arduino UNO R3开发板

●    TTL转USB转换器

●    公对母跳线

●    面包板

●    1K电阻

●    Arduino IDE

●    串口终端

Raspberry Pi和PC之间的串口通信

要在Raspberry Pi板和PC之间建立串口通信，您需要一个串口转USB转换器。

电路连接

按照以下步骤启动Raspberry Pi UART通信：

步骤1：将串口转USB转换器连接到Raspberry Pi开发板，如电路连接图中所示。然后插入Raspberry Pi电源并将转换器连接到PC。

步骤2：转到设备管理器，找到连接到转换器的端口号。

步骤3：打开终端软件并对配置进行设置。

步骤4：在Raspberry Pi中启用UART。

打开Raspberry Pi终端并输入以下命令。

1.   使用以下命令在nano编辑器中打开config.txt文件。

1. sudo nano /boot/config.txt

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将以下代码添加到文件末尾。

1. Enable UART
   
2. enable_uart=1

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然后按Ctrl + x并按Y保存文件并关闭。

2.    重新启动Raspberry Pi。

1. sudo reboot

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3.    检查计算机上的终端软件

4.    断开Raspberry Pi与蓝牙模块之间的串口通信。

1. sudo systemctl disable serial-getty@ttyS0.service

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5.    在nano编辑器中打开cmdline.txt。

删除“console = serial0,115200”行并保存文件。

1. sudo nano /boot/cmdline.txt

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6.    再次重新启动Raspberry Pi。

1. sudo reboot

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7.    在Raspberry Pi上安装minicom终端。

1. sudo apt-get install minicom -y

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以下命令打开minicom终端，将波特率设置为115,200，并启动串口通信。

1. minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyS0

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执行此命令后，您应该看到以下窗口。

现在，您可以测试Raspberry Pi和PC之间的串口通信。

注意：如果要查看在minicom终端中写入的命令，则需要按Ctrl + A然后在minicom终端中输入E来启用Echo模式。

要退出minicom，请先按Ctrl + A然后输入X.

Raspberry Pi和Arduino之间的串口通信

您可以使用USB线将Arduino开发板连接到Raspberry Pi。这样，您可以向Arduino提供电源电压，还可以通过串口在Arduino和Raspberry Pi之间传输信。

使用以下命令，您可以以9600 bit / sec的波特率打开minicom终端。

1. minicom -b 9600 -o -D /dev/ttyUSB0

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现在，您可以将代码上传到Raspberry Pi开发板上，然后在Raspberry Pi和Arduino之间传输信息。

以下代码将您在minicom终端中写入的任何文本从Raspberry Pi发送到Arduino。然后Arduino将相同的文本返回给Raspberry Pi。

1. void setup() {
   
2.   // put your setup code here, to run once:
   
3.   Serial.begin(9600);
   
4. }
   
5. 
   
6. void loop() {
   
7.   // put your main code here, to run repeatedly:
   
8.   if(Serial.available()) {
   
9.     String s = Serial.readString();
   
10.     Serial.print("Arduino: ");
    
11.     Serial.println(s);
    
12.   }
    
13. }

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