Linux中使用GPIO模拟串口通信 (linux 下gpio模拟串口)

——一种低成本、高效率的通信方式

随着物联网技术的不断发展，对于嵌入式系统中的通讯设备的要求也越来越高。其中，串口通信作为一种传统的通讯方式，在许多智能终端设备中得到了广泛应用。然而，传统的串口通讯设备价格较高，体积较大，成为物联网应用中的瓶颈之一。而GPIO模拟串口通讯技术的出现，为大家提供了一种低成本、高效率的替代方案。

1、GPIO介绍

GPIO即General Purpose Input/Output，是Linux系统中I/O的一种通用接口控制。它主要是将电路板上的管脚直接映射到处理器的I/O接口中，通过编写应用程序对GPIO输入输出状态的控制来完成对外设的控制。GPIO的应用相比其他I/O接口更灵活，它能够简易地实现多种通讯方式。

2、串口通讯协议

串口通讯协议是一种在数据通信系统中使用的通信协议。串口通讯协议使用不同的线路进行数据传输，常见的有RS232、RS422、RS485等标准。其中，RS232是最常用的串行通讯接口之一，可以将数据传输速率提高到115200bps，通信距离达到50米左右。

3、GPIO模拟串行通讯

GPIO模拟串行通讯是一种使用GPIO控制来模拟串行通讯传输的方式。它需要的硬件资源少，成本较低，可以适用于许多嵌入式系统应用场景。GPIO模拟串行通讯与传统的串口通讯协议相比，速率一般较低，通讯距离相对较短，但对于一些小型、低速设备的通讯需求，是一种较为实用的通讯方式。

在Linux系统中使用GPIO模拟串行通讯时，需要安装相关的驱动程序。通常情况下，GPIO的使用这依赖于系统内核的支持。在Linux系统中的驱动程序 I2C-GPIO 是一个支持 GPIO 模拟串口通讯的驱动程序。使用I2C-GPIO驱动，可以将GPIO直接连接到硬件中的串口设备，实现数据的传输。

示例应用：

我们可以通过一个实例来看一下如何使用GPIO模拟串口通讯。假设在嵌入式系统中，我们需要通过串口通讯将设备传输的数据传输至控制器上。我们可以通过GPIO模拟串口通讯实现。具体步骤如下：

1.连接好串口通讯线路。在系统通电前，连接好嵌入式系统中的GPIO引脚和串口线路。

2.启用驱动程序。在Linux系统中，使用以下命令启用 GPIO 模拟串口通讯驱动程序：

$ sudo modprobe i2c-gpio

3.设定 I2C-GPIO驱动参数。在启动驱动程序后，使用以下命令设置驱动参数：

$ sudo i2c-gpio-custom add 4 80 400

上述命令中，“4”表示 I2C-GPIO 节点的编号，“80”和“400”分别表示 SCL 和 SDA 的 GPIO 引脚号。

4.完成串口通讯。使用串口通讯协议完成设备和控制器之间的数据传输。可以编写相关应用程序，通过 GPIO 控制数据的输入输出。

通过上述步骤，我们可以成功地在嵌入式系统中使用 GPIO 模拟串口通讯完成数据传输，从而实现设备和控制器的无缝连接。

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GPIO模拟串口通讯是一种低成本、高效率的通讯方式，被广泛应用于物联网等嵌入式系统应用中。它主要通过 GPIO 控制来模拟传统的串口通讯协议，使得与外界设备的通讯成为了更为灵活、简易的过程。要想实现 GPIO 模拟串口通讯，主要需要完成以下几个步骤：连接好串口通讯线路，启用驱动程序，设定 I2C-GPIO 驱动参数，并使用串口协议完成数据传输。