CodeSys中編程實現串口通訊【基於樹莓派4B】

2022 年 7 月 21 日
筆記
CodeSys, 串口, 工業控制, 樹莓派

第一步：Linux中啟用串口設備。【以樹莓派4B為例】

樹莓派4B有6個串口，參考上一篇《樹莓派4B串口配置與開發》，在 /boot/config.txt 中添加一行，開啟 uart2 功能：

  dtoverlay=uart2

重啟後，查看是否有多出來一個 /dev/AMA1 設備：

$ 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）啟動多個串口功能（對應 ttyAMA1，ttyAMA2，ttyAMA3 和 ttyAMA4）.

可以用下面命令查看 uart2 對應的GPIO針腳映射：

# 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)

從輸出可見，GPIO針腳為0-3，其中針腳0和1分別為TxD和RxD，針腳2-3為流控 CTS/RTS. 此處針腳0-1為BCM編碼號，物理引腳號為27-28.

第二步：使用python程式碼，測試 uart2 功能是否正確

硬體接線：將 GPIO引腳0 和 1 短接，實現自發自收。

軟體測試：python控制台中，執行如下程式碼測試

>>> 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 功能和接線均一切正常。

第三步：編輯 CodeSys 配置文件，映射 /dev/ttyAMA* 到 COMx 埠號。

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

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

這樣，在codesys中指定串口號1，代表使用的設備為 /dev/ttyUSB0, 非常不直觀。

從codesys v3.5 SP15 起（據說），改為在文件 /etc/CODESYSControl_User.cfg 里這麼設置：

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

這樣， Com1 即為 ttyS0， Com2即為 ttyAMA1， Com4 即為 ttyUSB0，依次類推。支援多個串口，方便多了。

如上面設置，映射關係 uart2 –> ttyAMA1 —> Com2, 所以codesys中指定埠號為 2 （即Com2）即可。

第四步： CodeSys中編程實現串口收發功能

參考 youtube 上的學習影片： //www.youtube.com/watch?v=NFREG2U07Rg

只需參考codesys編程部分即可，程式碼我在他基礎上又做了修改完善，

（1）程式塊導入3個庫： Memory， Serial Communication， Util

（2）定義部分：

PROGRAM SerialPort
VAR
    (*打開埠部分*)
	Open_0: COM.Open;
	Open_xExecute: BOOL := TRUE;   //默認打開埠
	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模組 *)
	BLINK0: BLINK;
	Read_0: COM.Read;
	bReadData : ARRAY[1..80] OF BYTE;
	read_szSize: CAA.SIZE;
	
	sReadData : STRING;
	
	(* write模組 *)
	Write_0: COM.Write;
	write_xExecute: BOOL;  //執行write操作
	bWriteData : ARRAY[1..80] OF BYTE;
	sWriteData : STRING;
	sWriteDataLast : STRING;  //上一次 Write值
END_VAR

（3）梯形圖部分

先要打開串口（串口參數在定義部分已預設定）：