linux下调试串口工具

在Linux下，常用的串口调试工具有minicom、picocom、cutecom以及screen等。

一、基础概念

1. 串口（Serial Port）
   • 串口是一种异步通信接口，用于在计算机与外部设备（如传感器、单片机等）之间进行数据传输。它按照一定的波特率（如9600bps、115200bps等）、数据位（一般为8位）、停止位（1位或2位）和奇偶校验位（可选）来传输数据。

• 串口调试工具
  • 这些工具主要用于配置串口参数（波特率、数据位等），发送和接收数据，并以可读的格式显示接收到的数据，方便开发人员对串口通信进行测试和调试。

二、优势

1. 通用性
   • 几乎可以在所有Linux发行版上使用，不需要额外安装复杂的驱动（对于大多数标准串口设备）。

• 灵活性
  • 可以方便地调整串口参数，适应不同设备的通信要求。例如，对于一些老式的设备可能需要较低的波特率，而新的高速设备可能需要较高的波特率。
• 数据可视化
  • 能够直观地显示接收到的数据，有助于分析数据格式和内容是否正确。

三、类型及应用场景

1. minicom
   • 类型特点
     • 功能较为全面，具有菜单式界面，可以方便地配置串口参数、进行数据发送和接收操作，并且可以对接收的数据进行简单的编辑（如查找、替换等）。
   • 应用场景
     • 广泛应用于嵌入式系统开发中，当需要与微控制器、传感器等进行通信调试时非常有用。例如，在开发一个基于Arduino的项目时，可以使用minicom来查看Arduino发送的数据或者向它发送控制命令。
   • 示例用法
     • 安装：sudo apt - get install minicom（对于基于Debian的系统）。
     • 启动并配置串口：minicom -s，然后在菜单中选择“Serial port setup”来设置串口号（如/dev/ttyUSB0）、波特率等参数，之后选择“Exit from minicom menu”回到主界面就可以进行数据的收发了。

• picocom
  • 类型特点
    • 简单轻量级，启动速度快，专注于数据的显示和发送，没有复杂的菜单和编辑功能。
  • 应用场景
    • 适用于快速查看串口数据的情况，比如在初步测试一个串口设备是否正常工作时。例如，当连接一个新的GPS模块到计算机串口时，可以先用picocom查看是否能接收到NMEA格式的GPS数据。
  • 示例用法
    • 安装：sudo apt - get install picocom。
    • 使用：picocom /dev/ttyUSB0（假设串口号为/dev/ttyUSB0），按Ctrl - A然后Ctrl - S可以暂停数据接收以便查看，按Ctrl - A然后Ctrl - Q退出。
• cutecom
  • 类型特点
    • 具有图形化界面，相比minicom更加直观，在数据接收显示方面有一些可视化特性，如十六进制显示等。
  • 应用场景
    • 适合对串口数据格式不太熟悉，需要直观查看数据（包括十六进制形式）的开发人员。例如，在调试一些工业控制设备时，可能需要同时查看数据的字符形式和十六进制形式来判断数据的准确性。
  • 示例用法
    • 安装：sudo apt - get install cutecom。
    • 启动后在图形界面中配置串口号、波特率等参数即可进行数据收发操作。
• screen
  • 类型特点
    • 除了用于串口调试外，还是一款强大的终端复用工具。在串口调试方面，它可以方便地连接到串口设备并进行基本的收发操作。
  • 应用场景
    • 当需要在远程服务器上对本地连接的串口设备进行调试，并且希望在一个终端会话中同时处理其他任务时比较有用。例如，在通过SSH连接到远程Linux服务器，而服务器上连接了一个串口设备需要调试时。
  • 示例用法
    • 使用：screen /dev/ttyUSB0 9600（假设串口号为/dev/ttyUSB0，波特率为9600bps），按Ctrl - A然后Ctrl - D可以暂时断开连接，之后可以通过screen -r重新连接到之前的会话。

四、常见问题及解决方法

1. 无法打开串口设备（如“Permission denied”错误）
   • 原因
     • 普通用户没有权限访问串口设备文件（如/dev/ttyUSB0等）。在Linux系统中，串口设备文件通常属于dialout组或者root用户。
   • 解决方法
     • 将当前用户添加到dialout组：sudo usermod -aG dialout $USER，然后重新登录使更改生效。

• 接收到的数据乱码
  • 原因
    • 可能是串口参数设置不正确，如波特率、数据位、停止位或奇偶校验位与发送端不匹配。
  • 解决方法
    • 仔细检查发送端设备的串口参数设置，在串口调试工具中重新配置正确的参数。例如，如果发送端是按照9600bps、8数据位、1停止位、无校验设置的，那么在调试工具中也必须设置为相同的参数。
• 无法发送数据
  • 原因
    • 除了权限问题外，可能是串口被其他程序占用，或者发送的数据格式不符合接收端的要求。
  • 解决方法
    • 检查是否有其他程序正在使用该串口（可以通过lsof /dev/ttyUSB0查看是否有进程打开该设备文件），如果有则关闭相关程序。同时，确保发送的数据格式正确，例如按照约定的协议进行数据封装。