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】

はじめに

RaspberryPi(ラズパイ)で「UART」を有効化する方法と、関連のコマンドについて解説します。

UARTより「RS232Cのシリアル通信」の方が馴染みある人も多いかもしれません。

そんなUART（シリアル通信）ですが、RaspberryPi OS (Bullseyes)では、初期状態で無効化されており、プログラムで使う前に有効化する必要があります。

今回はUARTの有効化の方法と、関連コマンドについて解説したいと思います。

環境

この記事は以下の環境で作成しています。

UARTの種類とPi3,4での注意点

UARTの種類

RaspberryPiのUARTには以下2種類が存在します。この記事では制約の少ない「PL011」を使う方法を解説します。

Pi3・4での注意点

sudo systemctl disable hciuart.

UARTの有効化と確認方法

UARTの有効化と確認を以下の手順で行います。

① OS設定の有効化

OS(RaspberryPi OS) のUARTの設定を行います。GUI・CUI(コマンド)の2つのやり方がありますが、今回はCUI(コマンド)を使う方法を解説します。

RaspberryPiにログイン後、以下のコマンドを実行してください。

sudo raspi-config

実行すると、以下が表示されるので「3 Inerface Options」を選択して、Enterキーを押します。

表示された画面で「I6 Serial Port」を選択します、

「Would you like login shell …」の画面で「いいえ」を選択してEnterキーを押します。

「Would you like serial port hardware …」の画面で「はい」を選択してEnterキーを押します。

設定の状態が表示されるので「了解」を選択して、Enterキーを押します。

最初の画面に戻るので、「→」キーで「Finish」を選択して、Enterキーを押します。

再起動を求められるので＜はい＞を選択して、Enterキーを押します。

※ Enterを押すと設定画面が終了して、自動的に再起動が始まります。

再起動が完了したらUARTの有効化は完了です。

② デバイス名の確認

通信設定やデータの送受信に使用する「UARTのデバイス名」を確認します。

UL011を使用する場合、基本的には「/dev/AMA0」「/dev/serial0」を指定すれば使用できますが、チップなどのH/Wの情報から調べたい場合、以下の手順で確認できます。

デバイス名の確認手順

下記のコマンドで、OS起動時の「PL011」に対する設定内容を表示します。

dmesg | grep PL011

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。

次に、デバイスのディレクトリ(/dev)を表示すると「/dev/ttyAMA0」が存在しています。これで「PL011」のデバイス名は「/dev/ttyAMA01」であることが分かります。

esu@raspberrypi:~ $ dmesg | grep PL011
[    0.071928] Serial: AMBA PL011 UART driver
[    3.007897] 3f201000.serial: ttyAMA0 at MMIO 0x3f201000 (irq = 114, base_baud = 0) is a PL011 rev2
esu@raspberrypi:~ $

esu@raspberrypi:~ $ ls -al /dev/ttyAMA0
crw-rw---- 1 root dialout 204, 64 11月 29 21:17 /dev/ttyAMA0

なお、「ttyAMA0」は「serial0」の名前でエイリアス(≒ショートカット)が登録されています。このだめ、「/dev/serial0」のデバイス名でも「PL011」を使うことができます。

esu@raspberrypi:~ $ ls -al /dev/serial0
lrwxrwxrwx 1 root root 7 11月 29 21:17 /dev/serial0 -> ttyAMA0

③ ボーレートの確認

UARTで通信では、送信側と受信側でボーレートの値を同じにする必要があります。RaspberryPiのボーレートは以下のコマンドで確認できます。

esu@raspberrypi:~ $ stty -F /dev/ttyAMA0
speed 9600 baud; line = 0;
-brkint -imaxbel

上記の結果からボーレートは「9600」ということが分かります。RaspberryPiの相手側のボーレートについては取説や設定ソフト等で確認・変更してください。

④ データの送信方法

前述した内容の設定・確認できたら、以下のコマンドでデータの送信を行います。下記コマンドで「test」の文字列をUARTの接続先に送信します。

echo "test" > /dev/ttyAMA0

⑤ データの受信方法

以下のコマンドでデータの受信ができます。コマンド実行後、接続先のデバイスからデータを送信してください。

cat /dev/ttyAMA0
hello
test 123

まとめ

RaspberryPiでUARTを有効化する方法と、確認方法について解説しました。

UARTの確認には「Screen」などのソフトを使う方法もありますが、他のLinux・Unix・組み込ま機器用など、RaspberryaPi “以外”のOSでも使える汎用的(古典的?)な方法を解説してみました。参考になればうれしいです。

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