鸿蒙OpenHarmony【平台驱动使用之UART】 子系统

概述

功能简介

UART指异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），是通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输。

两个UART设备的连接示意图如下，UART与其他模块一般用2线（图1）或4线（图2）相连，它们分别是：

• TX：发送数据端，和对端的RX相连。
• RX：接收数据端，和对端的TX相连。
• RTS：发送请求信号，用于指示本设备是否准备好，可接受数据，和对端CTS相连。
• CTS：允许发送信号，用于判断是否可以向对端发送数据，和对端RTS相连。

图 1 2线UART设备连接示意图

图 2 4线UART设备连接示意图

UART通信之前，收发双方需要约定好一些参数：波特率、数据格式（起始位、数据位、校验位、停止位）等。通信过程中，UART通过TX发送给对端数据，通过RX接收对端发送的数据。当UART接收缓存达到预定的门限值时，RTS变为不可发送数据，对端的CTS检测到不可发送数据，则停止发送数据。

UART接口定义了操作UART端口的通用方法集合，包括：

• 打开/关闭UART设备
• 读写数据
• 设置/获取UART设备波特率
• 设置/获取UART设备属性

基本概念

• 异步通信

  异步通信中，数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。

• 全双工传输（Full Duplex）

  此通信模式允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工可以同时进行信号的双向传输。

运作机制

在HDF框架中，UART接口适配模式采用独立服务模式（如图3所示）。在这种模式下，每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问，设备管理器收到API的访问请求之后，通过提取该请求的参数，达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。独立服务模式可以直接借助HDF设备管理器的服务管理能力，但需要为每个设备单独配置设备节点，增加内存占用。

独立服务模式下，核心层不会统一发布一个服务供上层使用，因此这种模式下驱动要为每个控制器发布一个服务，具体表现为：

• 驱动适配者需要实现HdfDriverEntry的Bind钩子函数以绑定服务。
• device_info.hcs文件中deviceNode的policy字段为1或2，不能为0。

UART模块各分层作用：

• 接口层提供打开UART设备、UART设备读取指定长度数据、UART设备写入指定长度数据、设置UART设备波特率、获取设UART设备波特率、设置UART设备属性、获取UART设备波特率、设置UART设备传输模式、关闭UART设备的接口。
• 核心层主要提供UART控制器的创建、移除以及管理的能力，通过钩子函数与适配层交互。
• 适配层主要是将钩子函数的功能实例化，实现具体的功能。

图 3 UART独立服务模式结构图

约束与限制

UART模块UartSetTransMode接口设置传输模式在Linux中不支持，仅为空实现。

使用指导

场景介绍

UART模块应用比较广泛，主要用于实现设备之间的低速串行通信，例如输出打印信息，当然也可以外接各种模块，如GPS、蓝牙等。

接口说明

UART模块提供的主要接口如表1所示，具体API详见//drivers/hdf_core/framework/include/platform/uart_if.h。

表 1 UART驱动API接口功能介绍

接口名	接口描述
DevHandle UartOpen(uint32_t port)	UART获取设备句柄
void UartClose(DevHandle handle)	UART释放设备句柄
int32_t UartRead(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t size)	从UART设备中读取指定长度的数据
int32_t UartWrite(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t size)	向UART设备中写入指定长度的数据
int32_t UartGetBaud(DevHandle handle, uint32