RasberryPi 4BでGPIOのシリアル通信を有効にするメモ

はじめに

RasberryPi 4BのGPIOでシリアル通信をするメモです。
センサの情報をシリアル通信で取得したかったのですが、同梱されているはずのUSB変換がなくなっていたので、ラズパイのGPIOポートを使いたいと考えました。

環境

• RasberryPi 4B(Ubuntu 20.04.4 LTS)

項目	バージョン
Ubuntu	20.04
ROS	Noetic

参考

• Raspberry Piのシリアルポート設定（UART）を理解する - Toki Blog（トキブログ） (toki-blog.com)

• RaspberryPi(ラズパイ)でシリアル通信を有効化する方法 シリアル関連の設定方法【UART・stty・echo・cat】 (tech-and-investment.com)

• Raspberry PiのTTLシリアルポートをアクティブにし、機能していることを確認します。 (raspberrypi-japan.com)

やったこと

RasberryPiのシリアルポート設定

シリアルポートはデフォルトでは無効になっています。そのため、設定で有効にする必要があります。
raspi-configで設定します。

$ sudo raspi-config

raspi-configが起動したら、以下のような画面になるので、

Interfacing options

Serial Port

「いいえ」

ハードウェアポートをアクティブ化するかどうかの質問に「はい」

「了解」

デバイスの確認

$ dmesg | grep PL011
[    0.038572] Serial: AMBA PL011 UART driver
[    1.431030] fe201000.serial: ttyAMA0 at MMIO 0xfe201000 (irq = 14, base_baud = 0) is a PL011 rev2

$ ls -al /dev/ttyAMA0
crw--w---- 1 root tty 204, 64 12月 28 19:44 /dev/ttyAMA0

表示結果の2行目に「ttyAMA0… is a PL011」と表記されているため、デバイス名は「ttyAMA0らしい」ということが分かります。

ボーレート確認しようと思ったら、許可がないとのことなので、権限を付与します。

$ stty -F /dev/ttyAMA0
stty: /dev/ttyAMA0: 許可がありません

$ sudo chmod a+rw /dev/ttyAMA0
ubuntu@TB3:~$ ls -al /dev/ttyAMA0
crw-rw-rw- 1 root tty 204, 64 12月 28 19:44 /dev/ttyAMA0

ボーレートを確認すると、115200であることがわかりました。

$ stty -F /dev/ttyAMA0
speed 115200 baud; line = 0;
min = 1; time = 0;
-brkint -icrnl -imaxbel iutf8
-isig -icanon -iexten -echo -echoe -echok -echoctl -echoke

データ送受信テスト

シリアル通信には、GPIO14(TXD)、GPIO15(TXD)を使います。ブレッドボードを使って、シリアル通信を対向させます（自分と通信）。抵抗は適当なものを使いました。(手元にあった27Ω)

参考：Raspberry PiのTTLシリアルポートをアクティブにし、機能していることを確認します。 (raspberrypi-japan.com)

ターミナルで受信します。待ち構えている状態です。
（先ほど権限付与したので、sudo必要なかったかも）

$ sudo cat /dev/ttyAMA0

別のターミナルで送信します。

$ echo "Hello" > /dev/ttyAMA0

受信側のターミナル

$ sudo cat /dev/ttyAMA0
ello
H

なにか通信できている…模様。

まとめ

本記事ではRasberryPi 4Bのシリアル通信を有効にしたメモを記載しました。