CodeSys中编程实现串口通讯【基于树莓派4B】

2022 年 7 月 21 日
筆記
CodeSys, 串口, 工业控制, 树莓派

第一步：Linux中启用串口设备。【以树莓派4B为例】

树莓派4B有6个串口，参考上一篇《树莓派4B串口配置与开发》，在 /boot/config.txt 中添加一行，开启 uart2 功能：

  dtoverlay=uart2

重启后，查看是否有多出来一个 /dev/AMA1 设备：

$ ls -l  /dev/tty*
crw-rw---- 1 root dialout 204, 64 Jul 20 11:52 /dev/ttyAMA0
crw-rw---- 1 root dialout 204, 65 Jul 20 11:59 /dev/ttyAMA1
crw------- 1 root root      5,  3 Jul 20 11:52 /dev/ttyprintk
crw--w---- 1 root tty       4, 64 Jul 20 11:52 /dev/ttyS0

也可以config.txt 中添加多行（uart2，uart3，uart4，uart5）启动多个串口功能（对应 ttyAMA1，ttyAMA2，ttyAMA3 和 ttyAMA4）.

可以用下面命令查看 uart2 对应的GPIO针脚映射：

# dtoverlay -h  uart2 

Name:   uart2

Info:   Enable uart 2 on GPIOs 0-3. BCM2711 only.

Usage:  dtoverlay=uart2,<param>

Params: ctsrts                  Enable CTS/RTS on GPIOs 2-3 (default off)

从输出可见，GPIO针脚为0-3，其中针脚0和1分别为TxD和RxD，针脚2-3为流控 CTS/RTS. 此处针脚0-1为BCM编码号，物理引脚号为27-28.

第二步：使用python代码，测试 uart2 功能是否正确

硬件接线：将 GPIO引脚0 和 1 短接，实现自发自收。

软件测试：python控制台中，执行如下代码测试

>>> import serial
>>> ted = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA1", baudrate=9600)
>>> ted.write("Hello World".encode("gbk"))
11
>>> ted.read(11)
b'Hello World'
>>>

能收到字串‘Hello World’表示 uart2 功能和接线均一切正常。

第三步：编辑 CodeSys 配置文件，映射 /dev/ttyAMA* 到 COMx 端口号。

在老版本的CodeSys 中，需要编辑 “/ect/CODESYSControl.cfg” 末尾添加：

[SysCom]
Linux.Devicefile = /dev/ttyUSB
portnum := COM.SysCom.SYS_COMPORT1;

这样，在codesys中指定串口号1，代表使用的设备为 /dev/ttyUSB0, 非常不直观。

从codesys v3.5 SP15 起（据说），改为在文件 /etc/CODESYSControl_User.cfg 里这么设置：

[SysCom]
Linux.Devicefile.1=/dev/ttyS0
Linux.Devicefile.2=/dev/ttyAMA1
Linux.Devicefile.4=/dev/ttyUSB0

这样， Com1 即为 ttyS0， Com2即为 ttyAMA1， Com4 即为 ttyUSB0，依次类推。支持多个串口，方便多了。

如上面设置，映射关系 uart2 –> ttyAMA1 —> Com2, 所以codesys中指定端口号为 2 （即Com2）即可。

第四步： CodeSys中编程实现串口收发功能

参考 youtube 上的学习视频： //www.youtube.com/watch?v=NFREG2U07Rg

只需参考codesys编程部分即可，代码我在他基础上又做了修改完善，

（1）程序块导入3个库： Memory， Serial Communication， Util

（2）定义部分：

PROGRAM SerialPort
VAR
    (*打开端口部分*)
	Open_0: COM.Open;
	Open_xExecute: BOOL := TRUE;   //默认打开端口
	aParams : ARRAY [1..7] OF COM.PARAMETER := [
        (udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiPort,             udiValue := 2),
    	(udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiBaudrate,         udiValue := 9600),
    	(udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiParity,           udiValue := INT_TO_UDINT(COM.PARITY.NONE) ),
    	(udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiStopBits,         udiValue := INT_TO_UDINT(COM.STOPBIT.ONESTOPBIT) ),
   		(udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiTimeout,          udiValue := 0),
    	(udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiByteSize,         udiValue := 8),
    	(udiParameterId := COM.CAA_Parameter_Constants.udiBinary,           udiValue := 0)
    ];
	hCom: CAA.HANDLE;
	
    (* read模块 *)
	BLINK0: BLINK;
	Read_0: COM.Read;
	bReadData : ARRAY[1..80] OF BYTE;
	read_szSize: CAA.SIZE;
	
	sReadData : STRING;
	
	(* write模块 *)
	Write_0: COM.Write;
	write_xExecute: BOOL;  //执行write操作
	bWriteData : ARRAY[1..80] OF BYTE;
	sWriteData : STRING;
	sWriteDataLast : STRING;  //上一次 Write值
END_VAR

（3）梯形图部分

先要打开串口（串口参数在定义部分已预设定）：