在嵌入式项目中，UART接口的使用频率很高，多种模块(2G通信模组、蓝牙模块，等等)都会通过UART接口与主控MCU相连。本文将梳理UART接口调试流程，为调试工作提供参考，解决调试过程中可能遇到的问题，快速完成UART接口调试，实现模块功能。
首先查看原理图确认串口号，比如UART1，同时查看该串口引脚是否有复用功能，比如用作SD卡接口。如果有复用，需要在内核配置中取消复用功能的选项。然后选中串口功能，大致的路径为
Device Drivers > Character devices > Serial drivers
不同厂家提供的BSP有细微差别，具体路径视情况而定。在内核根目录输入make menuconfig打开内核配置界面，选中UART1。以nuc970 为例，配置如下：
$ make menuconfig
编译运行内核，如果UART1驱动加载成功会在/dev目录下产生相应UART设备节点。以高通mdm9x07为例：
系统启动之后在/dev下有两个ttyHSL设备节点：ttyHSL0、ttyHSL1。
$ cat /proc/tty/driver/msm_serial_hsl
输入该命令可以显示设备节点详细信息，其中通过地址（0x078B3000）与data sheet对比即可确认UART1对应的设备节点为/dev/ttyHSL1。
同时通过who命令可查看当前终端tty信息。
$ who
root ttyHSL0 00:00 Jan 6 00:02:00
发现/dev/ttyHSL0为调试串口。
如果UART设备节点未产生，可在其相应驱动程序xx_probe函数中添加打印，查看xx_probe函数是否被调用，进一步查找原因。
如果成功产生了UART设备节点，可通过软件回环测试确认UART驱动程序功能是否正常。测试步骤：
进入loopback文件所在目录：
$ cd /sys/kernel/debug/msm_serial_hsl
将loopback.1值设置为1，打开UART1回环测试。
$ echo 1 > loopback.1
回环测试程序代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<termios.h>
#include<string.h>
int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
struct termios newtio,oldtio;
if( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) {
perror("tcgetattr error");
return -1;
}
bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
switch( nBits )
{
case 7:
newtio.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag |= CS8;
break;
}
switch( nEvent )
{
case 'O':
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
break;
case 'E':
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
break;
case 'N':
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
break;
}
switch( nSpeed )
{
case 2400:
cfsetispeed(&newtio, B2400);
cfsetospeed(&newtio, B2400);
break;
case 4800:
cfsetispeed(&newtio, B4800);
cfsetospeed(&newtio, B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
case 115200:
cfsetispeed(&newtio, B115200);
cfsetospeed(&newtio, B115200);
break;
case 460800:
cfsetispeed(&newtio, B460800);
cfsetospeed(&newtio, B460800);
break;
default:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
}
if( nStop == 1){
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
}else if ( nStop == 2 ){
newtio.c_cflag |= CSTOPB;
}
newtio.c_cc[VTIME] = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
{
perror("set error");
return -1;
}
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int fd,ret_set,ret_read,ret;
char buf_read[100];
char tty[20]="/dev/";
if(4 == argc)
{
strcat(tty,argv[1]);
fd = open(tty, O_RDWR);
if(fd == -1)
{
printf("Open %s failed! Exit!\n",tty);
exit(1);
}
printf("open %s successfully!\n",tty);
ret_set = set_opt(fd, atoi(argv[2]), 8, 'N', 1);
if (ret_set == -1)
{
printf("Set %s failed! Exit!\n",tty);
exit(1);
}
printf("Set %s successfully!\n",tty);
printf("Baud rate: %s\n",argv[2]);
printf("Data: %s\n",argv[3]);
while (1)
{
memset(buf_read, 0, sizeof(buf_read));
ret = write(fd, argv[3], 100);
if( ret > 0){
printf("Write data: %s\n",argv[3]);
}else{
printf("Write data failed! Exit!\n");
exit(1);
}
ret_read = read(fd, buf_read, 100);
if(ret_read > 0){
printf("Read data: %s\n\n", buf_read);
}
sleep(3);
}
close(fd);
}else{
printf("Usage: uart [tty node] [baud rate] [data]\n");
printf(" Sample: uart ttyHSL1 115200 test\n");
}
return 0;
}
测试程序github地址：https://github.com/IOT-er/uart
交叉编译得到执行文件uart：
$ arm-linux-gcc -g uart.c -o uart
运行uart进行回环测试：
可以看到UART1成功收到了发送的 hello字符。
软件回环测试通过之后，将UART1的RX、TX管脚短接，关闭软件回环，使用uart程序进行自收发测试。
关闭软件回环：
$ echo 0 > loopback.1
此时有可能出现的问题是TX管脚无信号输出，确认硬件线路无误后最可能的原因是TX管脚被其他功能占用。
如果管脚信号测试通过，则串口功能基本调试成功。此方法的优点是无需上位机串口助手的配合，在串口模块到位之前提前完成接口调试工作。